DE2931423C2 - Elastische Wellenkupplung - Google Patents
Elastische WellenkupplungInfo
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- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
- F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
- F16F15/139—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by friction-damping means
- F16F15/1397—Overload protection, i.e. means for limiting torque
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D13/00—Friction clutches
- F16D13/58—Details
- F16D13/70—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members
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Description
a) die treibende Kupplungshälfte eire Schwungscheibe
(15,19,21) aufweist.
b) der radial äußere Ringraum (22) m der treibenden Kupplungshälfte (15,21) angeordnet
■st,
c) die Reibringflächen der Treibringe (29, 30) mittels einer Tellerfeder (33) über Reibscheiben jo
(34, 35) an die radialen Flächen des äußeren Ringra^ims (22) gepreßt werden, und
d) die getriebene Kupplungshälfte (16, 25, 27) auf der dor treibenuen KL^plungshäifte (15, 21)
zugewandten Seite der getriebenen Schwung- ι;
scheibe (16) einen radial .ineren. nach außen
offenen Ringraum aufweist, der dem radial äußeren Ringraum (22) radial gegenüberliegt
und radial innere Abschnitte der Treibringe (29, 30) aufnimmt. <fo
2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Ringraum (22) vom Treibrad (15) und von einer radialen Schuller (2i)
eines Zahnkranzes (19) gebildet ist und der innere Ringraum von zwei auf der treibenden Kupplungshälfte
drehbar gelagerten Mitnehmerplatten (25, 27) begrenzt ist. die mit der Schwungscheibe (16) fest
verbunden sind
3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2. dadurch v>
gekennzeichnet, daß einer der Treibringe (29, 30) mit seinem im radial inneren Ringraum liegenden
Abschnitt federnd über eine Reib-Vorrichtung gegen mindestens eine der Mitnehmerplatten (25,
27) gepreßt isi.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet,
daß einer (30) der Treibringe (29, 30) unmittelbar auf einem zylindrischen Abschnitt einer
(25) der Mitnehmerplatten (25, 27) drehbar gelagert und der andere TYeibring (29) mit einem Druckring
(31) drehfest verbunden isi. der auf dem zylindrischen Abschnitt der Mitnehmerplatie (25) verschiebbar
gelagert Und einen radialen Flansch aufweist, der
von einer TeJlerfcderj die sich am erstgenannten
Treibring (30) abstützt, gegen eine Radialfläche der
Mitnehmerplatte reibschlüssig gepreßt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekenn^
zeichnet durch eine schallbare Reibscheibenkuppug (14). die einen un der Schwungscheibe (16)
befestigten Kupplungsdeckel (23). eine Tellerfeder (40) zur Erzeugung einer Anpreßkraft vom Kupplungsdeckel
zu einem Druckring (42) sowie eine Reibscheibe (37, 38, 39) besitzt, die zwischen dem
Druckring (42) und einer Reibfläche der getriebenen Schwungscheibe (16) angeordnet isu
Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Wellenkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Elastische Wellenkupplungen mit einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung zwischen den Kuppiungshälften
werden eingesetzt, wenn am treibenden Element Drehschwingungen oder kräftige Drehmomentschwankungen
zu befürchten sind, durch die Gefahr gegeben ist, daß das getriebene Element, beispielsweise die
Ausgangswelle einer von der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine getriebenen Kupplung durch die
Schwingungen bzw. Drehmomentschwankungen beschädigt wird, wenn nicht für eine ausreichende
Dämpfung gesorgt isu
Es ist aus der FR-PS 6 44 831 eine elastische Wellenkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 bekann; bei der das Drehmoment von der Treibscheibe auf eine die Treibscheibe allseitig umschließende
Schwungscheibe übertragen wird. Zwischen der Treibscheibe und der Schwungscheibe sind
Treibplatten bzw. Treibringe integriert, die in ihrem äußeren Bereich eine Vielzahl von sich gegenüberliegenden
zylindrischen und axial verlaufenden Verliefungen besitzen, in denen sie einen Satz von Schraubenfedern
aufnehmen, durch die sie in Reibungskontakt mit der Schwungscheibe gehalten werden.
Die Masse der bewegien und ungedämpften Antriebsteile
setzt sich bei dieser bekannten elastischen Wellenkupplung aus der Treibscheibe und den beiden
Treibplatten zusammen und sie ist deshalb bei dieser bekannten Ausführungsform sehr groß. Eventuelle
Schwankungen des Aniriebs-Drehmoments bewirken folglich, daß diese große Masse ebenfalls ungedämpften
Drehmomenischwankunger unterworfen wird. Die
Reibungs-Dämpfungselemente in Form der Tangentialfedern
und der Reibflache zwischen den Treibplatten und der Schwungscheibe sind aufgrund der großen
Masse der ungedämpften Antriebsteile bei extrem
großen Drehmon.entschwiinkungen nicht mehr in der
Lage, diese wirksam abzubauen, und es ergibt sich
folglich in diesem Fall am Abtrieb eine ungleichförmige
Bewegung, die. je nach dem. welches Aggregat
angekoppelt ist. mehr oder weniger schwerwiegende Folgen für das angetriebene System nach sich ziehen
kann.
Speziell bei Verbrennungsmotoren und insbesondere bei Drehzahlen unterhalb der I.eerlaufdrehzahl können
die auftretenden Drehmomenlschwankungen sehr groß sein, so daß bei unzureichender Dämpfung dieser
Drehschwingungen die Drihmomentstoße vom Getriebe absorbiert werden müssen und dieses unter
ümslähden dann Schaden nehmen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine
elastische Wellenkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, deren Dämpfungskapazität für die Drehschwingungeri bzw, für die Drehmo*
mentänderungcn größer ist.
Diese Aufgabe wird üuich die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Aufteilung der im Stand der Technik gezeigten Funktion der geschlossenen Schwungscheibe
auf die Treib- und die Schwungscheibe, wobei jedes der beiden Teilclemente einen schmalen Halb-Ringraum
bildet, ist es möglich, die Massen der Treib- und der Schwungscheibe einander anzugleichen. Die Rutschkupplung
wird Hnmittelbar hinter der Treibscheibe
angeordnet, so daß die Masse, die den ungedämpften Schwingungen ausgesetzt ist, auf die Masse der
Treibscheibe reduziert wird. Im Verhältnis dazu wird die Masse des Abtriebs, d. h. die Masse der Schwungscheibe
erhöht, so daß durch die Verhältnisse der Massenträgheitsmomente eine ungleichförmige Antriebsbewegung
wirksam absorbiert bzw. gedampft werden kann. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß durch den Einbau
von massearmen, flachen Treibringen, die über eine Tellerfeder reibschlüssig mit der Treibseheibe gekoppelt
sind und sich über die tangentialen Druckfedern auf
der Schwungscheibe abstützen, der axiale Bauraum der
das Drehmoment übertragenden Wellenkupplr ig stark
verkleinert wird. Es ergibt der weitere Vorteil, daß die
Zahl der Federelemenle zusätzlich herabgesetzt werden **>
kann, wobei die Federkraft gleichmäßiger und sicherer auf die Treibringe wirkt, so daß auch bei Verschleiß der
Reibscheiben die Größe des übertragbaren Drehmoments nicht abfällt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind "'
Gegenstand der Unteransprüche.
Zu einer besonders gunstigen Ausgestaltung gelangt man mit den Merkmalen der Unteransprüche 3 und 4.
Durch die spezielle Lagerung der Treibringe auf den Mitnehmerplatten kann mit einer flachen Tellerfeder '">
ein genau festlegbares Reibmoment /wischen den Treibringen und den Mitnehmerplatten erzeugt werden.
Dabei wird das Reibmoment der außenliegenden Reibfläche nicht beeinflußt. Es kann auf diese Weise
eine Dampfungseinrichtung erzeugt werden, die zwei- 4"
stufig wirkt, ei ren Stufen sich jedoch nicht gegenseitig
beeinflussen. Bei extrem hohen Drehmomentschwankungen arbeitet die außenliegende Rutschkupplung, bei
hochfrequenten Drehmomentschwankungen wirkt die innenliegende Dämpfungseinrichtung energieabsorbie- 4l
rend. Dabei ist jedoch darauf geachtet, daß die
Energieabso. ption nicht zu groß ist un.l ein Großteil der
Energie durch die Tangentialfedern gespeichert w ird.
Zwar ist in der US-PS 40 02 043 eine elastische Wellenkupplung gezeigt, bei der die Massen der "'
treibenden und der geriebenen Schwungscheibe weitestgehend aneinander angepaßt sind. Die Dämpfung
der Dri hmomentschwankungen erfolgt jedoch bei dieser Wellenkupplung im grundsätzlichen Gegensatz
zum Anmeldungsgegensland durch Stahlkugeln, die in "
radialen oder in l'tirfangsrichtung verlaufenden Nuten
der ;eweiligen Schwungscheiben angeordnet sind.
Nachstehend wird anhand schcmatischcr Zeichnungen
ein <\usfuhrungsbeispicl der l-.rfindung näher
erläutert. Ks zeigt h"
Fi g. I einen radialen Schnitt durch eine elastische
Wellenkupplung bzw. Kupplung, von der lediglich die obere Hälfte dargestellt ist;
F ί g. 2 eine Schematische Darstellung zur Erläuterung
der Drehmomentübertragung durch die Kupplung bä
gemäß Fig, I;Und
F i g. 3 eine schcmaiische Darstellung zur Erläuterung
der unterschiedlichen Hys'.eresc der Kupplung gemäß
Fig. 1 in Abhängigkeit von der Drehmomentübertragung.
Im folgenden wird auf die Figuren, und zwar zunächst
auf Fi g. I1 eingegangen, die eine Ausführungsform der
Drehmomentübertragungsvorrichtung in Form einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten
elastischen Wellenkupplung für ein Kraftfahrzeug zeigt. Die Kupplung 10 ist mit einer Kurbelwelle 11 einer
Brennkraftmaschine verbunden, die ein treibendes Element bildet. Ferner ist die Kupplung mit einer
Ausgangswelle 12 verbunden, die ein getriebenes Element bildet. Zur Kupplung 10 gehören ein Trägheitselement
13 sowie eine schaltbare Reibscheibenkupplung 14, die eine optimale Übertragung des Drehmomentes
von der Kurbelwelle 11 zur Ausgangswelle 12 der Kupplung ermöglichen.
Das Trägheitselement 13 ist in eine ringförmige Schwung- und Treibscheibe 15 sowie in eine Schwungscheibe
16 unterteilt. Die Treibscheibe 15 bildet einen Teil der treibenden Kupptungshälfte. während die
Schwungscheibe 16 Teil der getriebenen Kupplungshälfte ist. Die Treibscheibe 15 ist an ih.^m inneren Rand
mit Hilfe von Schrauben 17 an der Kurbelwelle 11 befestigt und weist nahe ihrem inneren Rand eine
ringförmige Nabe 18 auf. Am äußeren Rand der Treibscheibe 15 ist mit Hilfe von Schrauben 20 ein
Zahnradnxanz 19 befestigt, der eine radial nach innen
weisende Schulter 21 aufweist, so daß zwischen der Schulter 21 und dem äußeren Abschnitt der treibenden
Schwungscheibe 15 ein äußerer Ringraum 22 besteht.
An der Schwungscheibe 16 ist mit Hilfe von Schrauben 24 ein Kupplungsdeckel 23 befestigt. Die
Schwungscheibe 16 ist relativ zur Treibscheibe 15 drehbar. Am inneren Rand der Schwungscheibe 16 ist
mit Hilfe von Schrauben 26 eine erste getriebene Mitnehmer-Platte 25 mit L-förmigem Querschnitt
befestigt.
Zwischen der Schwungscheibe 16 und der ersten getriebenen Mitnehmer-Platte 25 ist eine zweite
getriebene Mitnehmer-Platte 27 fest angebracht, wobei die Schwungscheibe 16 sowie die erste getriebene
Mitnehmer-Platte 25 und die zweite getriebene Mitnehmer-Platte 27 relativ zur Treibscheibe 15 mittels
einer Hülse 28 im begrenzten Umfang drehbar sind.
Zwischen der ersten getriebenen Platte 25 und der zweiten getriebenen Platte 27 sind ein erster scheibenförmiger
Treibring 29 und ein /weiter scheibenförmiger Treibring 30 angeordnet, ohne mit den MitnehmerPlat
ten 25 und 27 verbunden zu sein. Gleitend verschiebbar trägt die ersie getriebene Platte 25 einen Druckring 31
mit L-förmigem Querschnitt, der allerdings an einer Drehung gehindert .vird. Am Druckring 31 und dem
zweiten Treibring 30 stützt sich eine Tellerfeder 32 ab.
Die äußeren Abschnitte des ersten Treibringes 29 und
de,, zweiten Treibringes 30 sind im Ringraum 22 angeordnet. Zwischen diesen äußeren Abschnitten '.irr
Treibnnge ist eine Kegelförmige Ringfeder bzw. eine
Tellerfeder 33 --o angeordnet, daß diese eine erste
Reibscheibe 34 gegen die treibende Schwungscheibe 15
sowie eine zweite Reibscheibe 35 gegen die Schulter 21
des Zahnradkranzes 19 druckt Zwischen der eisten getriebenen Mitnehmer-Platte 25, der zweiten getriebenen
Miinehnier-Plalte 27 sowie dem ersten Treibring 29
Und dem zweiten Treibring 30 sind Dampfuhgs-Druck^
federn 36 angeordnet, die das Drehmoment von den Treibringen zu den ge'rieberten Platten übertragen.
Die schaltbare Reibscheibenkupplung 14 hat im wesentlichen herkömmlichen Aufbau und ist lediglich
ίίξ
id
id
schematisch dargestellt. Sic umfaßt eine Reibscheibe 37,
die von einer axial verschiebbaren Nabe 38 getragen wird und mit Reibbelägeri 39 versehen ist. Sie umfaßt
ferner eine mit Hilfe von Nieten 41 am Kupplungsdekkcl
23 gelagerte Tellerfeder 40 sowie einen Druckring ■>
42, der von der Tellerfeder 40 belastet die Reibbeläge 39 in Reibschluß hält.
Im Betrieb wird das Drehmoment der Kurbelwelle 11
direkt zur Treib- und Schwungscheibe 15 und zum Zahriradkranz 19 sowie über die erste Reibscheibe 34 i"
und die zweite Reibscheibe 35 zum ersten Treibring 29
und zum zweiten Treibring 30 übertragen, wobei die Reibscheiben 34 und 35 von der Tellerfeder 33 in
Reibschluß mit der Treib- und Schwungscheibe 15 bzw. dem Zahnradkranz 19 gedrückt werden. Das Drehmoment
wird dann zur ersten getriebenen Mitnehmer-Platte 25 und zur zweiten getriebenen Platte 27 sowie zur
mit diesen Elementen fest verbundenen getriebenen Schwungscheibe 16 übertragen, so daß schließlich in
bekannter Weise die AusgangsweUe 12 gedreht wird. -1»
Während der Drehmomentübertragung werden die Drehschwingungen von den Dämpfungs-Druckfedern
36 absorbiert. Wenn das Drehmoment zwischen der treibenden Schwungscheibe 15 und den Trdibringen 29
und 30 einen bestimmten zulässigen Wert überschreitet, der durch die Druckkraft der Tellerfeder 33 und die
Reibkräfte der Reibscheiben 34 und 35 bestimmt ist, gleiten die Reibscheiben 34 und 35, so daß sich die in
Fig.2 durch die ausgezogenen Linien Ai und Βχ
dargestellte Drehmomentübertragung statt des Verlau- Jo
fes gemäß den gestrichelten Kurven A\ oder B\ ergibt,
jede plötzliche Änderung des Drehmomentes zwischen der Eingangswelle 11 und der Ausgängsweile 12 wird
daher durch das Träghcitselement 13 begrenzt, so daß
übermäßige Stoßbeanspruchungen der schaltbaren Reibscheibenkupplung 14 vermieden werden. Dabei ist
zu beachtciij daß die Druckfedern 36, die kräftige
Drchmomentsehwankiingcn absorbieren* die Energie
nur bis zu einem bestimmten Wert speichern, so daß eine nachteilige Beeinflussung der Kupplung 14 durch
Schwingungen der Druckfedern 36 vermieden ist.
Ferner ist die im Bereich kleiner zu übertragender Drehmomente auftretende Hysterese verhältnismäßig
klein, wie dies durch die Kurve G-Ci-Cj-G-Cs in Fi g. 3
gezeigt ist, wogegen die im Bereich größer zu
übertragender Drehmomente erzeugte Hysterese groß ist, wie dies durch die Kurve C\-Ci-D\-Di-D] in Fig. 3
gezeigt ist. Bei einer einen bestimmten Wert übersteigenden Drehmomentänderung kann die Energie somit
dissipiert werden, so daß der Drehmomentwechsel von Verzögerung zu Beschleunigung erleichtert ist.
Die beschriebene Drehmomentübertragungsvorrichtting
in Form einer elastischen Wellenkupplung umfaßt somit in Anwendung auf eine Kupplung eines
Kraftfahrzeuges ein Tragheiiseiement, das in eine mit
der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene treibende Schwungscheibe und eine mit einem Kupplungsdeckel
verbundene getriebene Schwungscheibe unterteilt ist. Zwischen der treibenden Schwungscheibe
und der getriebenen Schwungscheibe sind eine Dämpfungsvorrichtung sowie eine Begrenzungskupplung zur
Begrenzung des übertragenen Drehmomentes vorgesehen, die eine gleitende Relativdrehung zwischen der
treibencfen Schwungscheibe und der getriebenen
Schwungscheibe ermöglicht. Besonders kräftige Drehmomentschwankungen an der Kurbelwelle, und zwar
insbesondere bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, können daher absorbiert oder abgeschwächt
werden, so daß kein unerwünschtes Drehmoment zum getriebenen Element der Kupplung übertragen wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Elastische Wellenkupplung mit einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung zwischen den
Kupplungshälften, wobei zwischen einer scheibenförmigen
treibenden Kupphng^hälfte und einer drehbar auf dieser gelagerten, eine getriebene
Schwungscheibe aufweisenden getriebenen Kupplungshälfte als Mitnehmereinrichtung eine Reibkupplung
sowie in Reihe dazu geschaltete Dämpfungsdruckfedem angeordnet sind, wobei die Mitnehmereinrichtungzwei
parallel angeordnete Treibringe mit Reibringflächen aufweist, die durch in
Axialrichiung wirkende Druckfedern zwischen radialen Flächen eines radial außenliegenden, nach
innen offenen Ringraums einer der Kupplungshälften verspannt sind und über die Dämpfungs-Druckfedern,
die in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet und tangential zur Umfangsrichtung
ausgerichtet sind mit der anderen Kupplungshälfu.
verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß
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