DE2931423C2 - Elastische Wellenkupplung - Google Patents

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

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)

Patentansprüche:

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