DE1206221B

DE1206221B - Schraubenfeder-Reibungskupplung

Info

Publication number: DE1206221B
Application number: DES61354A
Authority: DE
Inventors: Jean Henri Bertin; Benjamin Jean Marcel Salmon
Original assignee: Bertin et Cie SA
Current assignee: Bertin Technologies SAS
Priority date: 1958-01-22
Filing date: 1959-01-16
Publication date: 1965-12-02

Description

Schraubenfeder-Reibungskupplung Die Erfindung betrifft eine Schraubenfeder-Reibungskupplung mit einer mehrgängigen Schraubenfeder, deren Windungen von kopfförmigen Teilen der zu kuppelnden Wellenenden aufgenommen werden und deren eines Ende mit dem einen Kupplungsteil fest verbunden ist, während das andere Ende zum übertragen des Drehmomentes durch Aufspreizen mit dem anderen Kupplungsteil verbunden wird.
Kupplungen dieser Art sind in vielfältiger Abwandlung bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsart greift das Ende der ein- oder mehrgängigen Schraubenfeder formschlüssig in das eine Kupplungsteil. Das ganze Drehmoment muß dann über die Federteile des formschlüssigen Eingriffes übertragen werden, so daß die Gefahr des Bruches bei hohen Drehmomenten besteht. Um hier zu einer Abhilfe zu gelangen, erstrecken sich bei den meisten bekannten Bauarten topfförmige Teile der entsprechenden Kupplungsseite längs der Schraubenfeder noch ein Stück weit zur anderen Kupplungsseite hin, so daß bei Drehmomentübertragung die Schraubenfeder gegen diese topfförmigen Teile der einen Kupplungsseite geklemmt wird und das Drehmoment über diese Klemmverbindung übertragen wird. Zu diesem Zweck ist eine erhöhte Baulänge der Kupplung um den Betrag erforderlich, um den die Schraubenfeder längs des topfförmigen Teiles der entsprechenden Kupplungsseite verläuft. Ferner stellt sich die erwähnte Klemmverbindung erst zusammen mit der Entstehung der Klemmverbindung mit der anderen Kupplungsseite ein. Es ist auch bereits eine Bauart bekannt, bei der die Schraubenfeder über mehrere Windungen hinweg mittels einer zylindrischen Hülse fest gegen das topfförmige Teil der entsprechenden Kupplungsseite geklemmt ist. Dies stellt zwar sicher, daß stets eine Klemmverbindung vorhanden ist, aber die Windungen der Schraubenfeder sind über die eingespannte Länge alle gleich stark eingespannt, so daß die - von der Antriebsseite aus gesehen -ersten Schraubenfederwindungen am stärksten belastet werden, so daß dort wieder eine erhöhte Bruchgefahr besteht.
Die der Erfindung zugrunde gelegte Aufgabe besteht darin, eine Schraubenfeder-Reibungskupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Befestigung der Schraubenfeder auf der einen Kupplungsseite verbessert ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Schraubenfeder-Reibungskupplung der eingangs genannten Art das fest mit dem einen Kupplungsteil verbundene Ende der Schraubenfeder zusätzlich über mehrere Gänge mittels einer an sich bekannten geschlitzten konischen Hülse, bei Belastungsstößen nachgiebig, gegen dieses Kupplungsteil geklemmt. Diese Konushülse erstreckt sich über weit weniger Windungen der Schraubenfeder als bei den bekannten Kupplungen mit einer wirksamen Klemmverbindung zwischen dem Ende der Schraubenfeder und dem anliegenden topfförmigen Kupplungsteil ohne Konushülse. Es genügt, wenn sich die Konushülse über jeweils zwei Windungen des Federdrahtes einer dreigängigen Schraubenfeder erstreckt. Gemäß der Erfindung wird also das eine Ende der Schraubenfeder in sehr schonender Weise auf einer sehr kurzen Baulänge eingespannt. Die gesparte Baulänge kommt der Eiüspannfläche am anderen Ende der Schraubenfeder zugute. Dadurch kann wiederum ein erhöhtes Drehmoment übertragen werden. Vor allem aber ist die Schraubenfeder infolge der Elastizität der Einspannwandung nicht über die ganze Länge ihrer Einspannung starr eingespannt nach Art einer formschlüssigen Verbindung oder nach Art einer starren Hülse wie bei der bekannten Art, sondern sie kann bei Belastungsstößen kleine Ausgleichsbewegungen durchführen, wodurch sich eine verringerte Anfälligkeit der eingespannten Federenden gegen Ermüdungserscheinungen ergibt, so daß sehr hohe Umschaltzahlen in der Größenordnung von 100 pro Minute möglich sind.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die geschlitzte Konushülse derart angeordnet, daß ihre stärkere Konuswandung zum Ende der Schraubenfeder hinweist und ihre Schlitze zu diesem Ende hin offen sind. Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.
Der von einer Kurbel 6 betätigte Antriebsteil 1 der Kupplung dreht sich in den Wälzlagern 3 und 4 des Gehäuses 5. Der Abtriebskupplungsteil 2, der in den im Antriebskupplungsteil 1 angeordneten Lagern 8 und 9 läuft, dient zum Antrieb einer Welle 10. Die Windungen von drei Kupplungsschraubenfedern 11, 12,13 sind ineinander verschachtelt, und ihre Enden sind um 120° gegeneinander versetzt. Diese Federn sind gegen das Abtriebskupplungsteil2 durch eine mit einem Innenkonus versehene dehnbare Hülse 14 geklemmt. Die Dehnbarkeit wird durch axial verlaufende Schlitze 14 a erreicht. Der Innenkonus wird von einem Außenkonus 15 beaufschlagt, der an einem Rohr 16 sitzt, das mittels einer gesicherten Mutter 50 und eines Spannbolzens 51 an der Welle 10 befestigt ist. Das Anziehen der Mutter 50 bewirkt zugleich ein Aufweiten der geschlitzten konischen Hülse 14 und eine Lagensicherung der Welle 10, indem ein in eine Ringnut der Welle 10 eingelassener Anschlagring 17 an eine Schulter des Abtriebskupplungsteiles 2 gedrückt wird.
Zusätzlich zu der Einspannung mittels der konischen Hülse 14 werden die Federn 11,12 und 13 gegen ein Gleiten in Kupplungsdrehrichtung durch Zapfen 18 gehindert, welche am Ende einer jeden Feder ein Widerlager bilden.
Das andere Ende der Federn 11,12 und 13 ist frei und gleitet in Auskupplungsrichtung mit geringer Reibung in der Bohrung des topfförmigen Antriebskupplungsteiles 1. Die Reibung, welche in der Kupplungsrichtung das Feststellen und Verklemmen der Schraubenfeder an der Innenwandung des Antriebskupplungsteiles 1 sicherstellt, wird durch drei weitere Schraubenfedern 19,20 und 21 hervorgerufen und geregelt. Diese Federn 19,20 und 21 sind genau wie die Federn 11,12 und 13 ineinander verschachtelt. Mit ihrem einen Ende stützen sie sich an Widerlagern 22 ab, die um 120° gegeneinander versetzt am Rohr 16 befestigt sind. Mit Hilfe ihrer anderen umgebogenen Enden 23 beaufschlagen sie die jeweils zugeordnete der drei Federn 11,12 und 13 in Umfangsrichtung. Diese Kraft in Umfangsrichtung und damit die Ansprechempfindlichkeit wird beim Zusammenbau dadurch eingestellt, daß während des Anziehens der Befestigungsmutter 50 das Rohr 16 gegenüber dem Abtriebskupplungsteil 2 verdreht wird. Die günstigste Lage wird durch Rechnung oder Versuch gefunden. Bei Serienfertigung kann die günstigste Lage zuvor durch Markierungen oder Anschläge der beiden zu markierenden Teile festgelegt werden.
Die Enden 23 der Federn 19, 20, 21 sind von einem Flansch 24 des Rohres 16 unter Zwischenschaltung der Reibungsscheibe 25 abgedeckt.
Zur inneren Abstützung der Kupplungsfedern 11, 12,13 dient ein Kern 26, der von einem einfachen, schwimmend gelagerten Rohr gebildet wird. Das Spiel zwischen dem Kernrohr 26 und der Innenwand des Antriebskupplungsteiles 1 begrenzt die Amplitude der Relativbewegungen der Kupplungsfedern. Eine entsprechende Befestigung mit kleinstmöglichem Spiel erlaubt eine Arbeitsweise bei sehr schnell aufeinanderfolgenden Wechselbewegungen. Die schwimmende Lagerung vermindert unnötige Reibungen und ermöglicht einen sehr einfachen Aufbau.
Die Gesamtanordnung arbeitet vorzugsweise in einem Ölbad, welches in dem Gehäuse 5 vorgesehen ist. Die Abdichtungen 27 und 28 verhindern Ölverluste. Zum Umwälzen des Öls dient eine Pumpe 30, welche eine direkte Bespülung der Federn 19,20 und 21 und der Reibungsscheibe 25 über Öffnungen 31 ermöglicht, welche in das Rohr 16 gebohrt sind. Die Rollenlager 8 und 9 werden durch Öffnungen 31 a versorgt, die im AbtriebskuppIungsteil 2 vorgesehen sind. Das zurücklaufende Öl fließt, wie durch Pfeile angedeutet, zur Pumpe 30 zurück. In der die Kurbel 6 tragenden Nabe kann in nicht dargestellter Weise eine an sich bekannte Dichtung angeordnet werden, um einen Zwangsumlauf sicherzustellen. In diesem Falle erfolgt der Rücklauf des Öls beispielsweise durch die Wälzlager 8, 9 und 3 hindurch.

Claims

Patentansprüche: 1. Schraubenfeder-Reibungskupplung mit einer mehrgängigen Schraubenfeder, deren Windungen von topfförmigen Teilen der zu kuppelnden Wellenenden aufgenommen werden und deren eines Ende mit dem einen Kupplungsteil fest verbunden ist, während das andere Ende zum übertragen des Drehmomentes durch Aufspreizen mit dem anderen Kupplungsteil verbunden wird, d a -durch gekennzeichnet, daß das fest mit dem einen Kupplungsteil (2) verbundene Ende der Schraubenfeder (11,12,13) zusätzlich über mehrere Gänge mittels einer an sich bekannten geschlitzten konischen Hülse (14) bei Belastungsstößen nachgiebig, gegen dieses Kupplungsteil geklemmt ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlitzte Konushülse (14) derart angeordnet ist, daß ihre stärkere Konuswandung zum Ende der Schraubenfeder (11, 12, 13) hinweist und ihre Schlitze (14 a) zu diesem Ende hin offen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 161178, 329 924, 371314, 446 253, 447 528, 607 886, 915165; französische Patentschriften Nr. 572 771, 1015 779; britische Patentschrift Nr. 436 284; USA.-Patentschriften Nr. 1580 919, 2 396 985, 2 794 524; Zeitschrift »Konstruktion«, Notiz »Schraubenfederkupplungen, die schnell ansprechen«, 11. Jahrgang, 1959, H. 9, S. 359.