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Einrichtung zur Übertragung von Drehbewegungen pie Erfindung betrifft
eine Einrichtung zur Ubertragung von Drehbewegungen, bei der eine formschlüssige
Verbindung eines treibenden Elementes, wie z. B. einer Nabe fieber ihre Verzahnung
mit der Verzahnung eines koaxial zu diesem Element &ngeordneten, anzutreibenden
Blementas herstellbar ist, wobei zwischen den Zahnflanken der Profile einnbegrenztes
Verdrehspiel vorgosehen ist und in Ausnehmungen des äußeren Profilträgers Körper
angeordnet sind, die mit sich verjüngenden Querschnittsbereichen über die Zähne
des inneren Profilträgers entgegen der Wirkung einet Federkraft in radialer Richtung
nach außen bewegt bar sind.
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Bei derartigen Einrichtungen, wie sie beispielsweise durch die französische
Patentschrift 1 547 663 bekannt geworden sind, soll verhindert werden, daß bei Kupplungs
eiben die unregelmäßigen Wechsel schwingungen, welche insbesondere beim Leerlaufbetrieb
einer Antriebsmaschine, wie eines Verbrennungsmotors auftreten, d.r ius Leerlaufbetrieb
meist ungleichföriig dreht, auf ein nachgeordnetes Getriebe übertragen werden, Bs
soll dadurch vermieden
werden, daß die sogenannten Zahnflankenwechsel
innerhalb des Getriebes auftreten, welche bei unregelmäßigem Lauf der Antriebsmaschine
entstehen und zwischen den einzelnen Zähnen dieses Getriebes ein deutlich hörbares,
unangenehmes Geräusch und einen erhöhten. Verschleiß. der Zahnflanken bzw. der Getriebezahnräder
hervorrufen. -Desweiteren soll durch derartig ausgestaltete Kupplungsscheiben ein
welcher Eingriff der Kupplung erzielt werden.
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Dies soll bei Kupplungsscheiben gemäß der erwähnten Pa-t tentschrift
dadurch erreicht werden, indem in Ausnehmungen der innenverzahnten Nabe Kugeln angeordnet
sind, die von konischen Flächenteilen eines unter Federdruck stehenden Ringkörpers
radial nach innen auf das Zahnprofil einer Getriebewelle zu gedrückt werden. Zwischen
den Profilen der Nabe und der Getriebewelle sind Abstände vorgesehen, sodaß eine
begrenzte relative Drehbewegung zwischen den beiden Teilen ermöglicht ist. Bei diesen
rerdrehungen der Nabe gogeniiber der Getriebewelle - die-u. a. beim Auftreten der
erwähnten Wechselschwingungen im Leerlauf erfolgen - werden die Kugeln vom Profil
der Getriebewelle beaufschlagt und radial nach außen gedrückt, und zwar auf die
konischen Flächenteile des erwähnten Ringes, wodurch der Ring entgegen der Kraft
der Feder in Achsrichtung verschoben
wird. Der relativen Verdrehung
der Nabe gegenüber der Welle oder umgekehrt wird also ein federnder Widerstand entgegengesetzt.
Sobald das Moment der Schwingung wieder auf den Wert Null zu geht, wird die Kugel
wieder auf die Flanken bzw. Kanten der Zähne der Nabe aufgesetzt, die beidseitig
derselben angeordnet sind.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine einwandfreie Funktion'einer derartigen
Kupplungsscheibe nicht möglich ist, da die Kugeln, welche an den Zähnen der Getriebewelle
anliegen, ein axiales Verschieken der Kupplungsscheibe, welches zuM einwandfreien
Ein- und Ausrücken der Kupplung erforderlich ist, nicht oder nur in unbefriedigenden
Maße zulassen. Der Grund hierfUr liegt darin, daß die Kugeln von den konischen Flächenteilen
des unter Federdruck stehenden Ringes gegen die Verzahnung der Getriebewelle gedrückt
werden und somit der axialen Yerschiebbarkeit der Nabe wie ein Gesperre entgegenwirken
und eine axiale Verschiebung daher nahezu nicht möglich ist. Desweiteren kommt noch
hinzu, daß nach einer gewissen Betriebszeit der Kupplung ein Verschleiß der Zähne
an denjenigen Stellen auftritt, an denen die Kugeln angreifen, so daß sich hier
Einprägungen bilden, uber die die Kugeln nicht mehr hinweg bewegt werde können und
somit ein axiales Verschieben der Nabe nicht mehr möglich ist.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, dieqe Nachteile
zu beseitigen und eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zum Uebertragen
von Drehbewegungen zu schaffen, bei der eine einwandfreie axiale Verschiebbarkeit
der beiden Profilträger gegeneinander gewährleistet wird. Dadurch wird - z. B. bei
Anwendung der Erfindung bei Kupplungsscheiben - ein einwandfreier Aus- bzw. Einkuppelvorgang
ermöglicht. Desweiteren soll die Verwendung anderer Körper als Kugeln ermöglicht
werden die den Zähnen größere Anlagebereiche entgegenbringen können, so daß dadurch
die Lebensdauer derartiger Einrichtungen noch erhöht wird.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den Kugeln
oder anderen Körpern und den Zähnen des inneren Profilträgers ein zusätzliches Yerdrehspiel
vorgesehen ist.
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Mit anderen Worten, es soll dber?einen gewissen Teilbetrag des Verdrehspiels
auf die Körper kein federnder Druck radial nach innen ausgeübt werden, wodurch erreicht
wird, daß in keinem Falle beide Konturen derjenigen Zähne durch die Körper gleihhzeitig
und unter Druck beaufschlagt werden, die beidseitig derselben vorgesehen sind. Hierdurch
wird die gesperrartige Wirkung gegen eine axiale Verschiebung der bekannten Einrichtungen
aufgehoben und eine einwandfreie axiale
Verschiebbarkeit des einen
Profilträgers gagensiber dem anderen, also z. B. einer Nabe auf einer Welle gewährleistet.
Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn dieses zusätzliche Verdrehspiel kleiner
ausgestaltet ist als das Verdrehspiel zwischen den Flanken der Verzahnung des äußeren
und des inneren Prof ilträgers.
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Die Erzielung eines zusätzlichen Verdrehspieles kann beispielsweise
dadurch erreicht werden, daß in den Ausnehmungen, in denen die Körper angeordnet
sind, ein Anschlag zur Begrenzung der radial nach innen führenden Wegstrecke fUr
die Körper, z. B. Kugeln vorgesehen ist. Dieser Anschlag kann beispielsweise dadurch
gobildet werden, daß die Ausnehmungen Sackbohrungen sind, deren Boden bzw.
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Bohrungsgrund in solcher Höhe vorgesehen ist, daß eine gleichzeitige
Anlage der Kugeln an den beidseitig derselben vorgesehenen Profilen des inneren
Profilträgers verhindert wird.
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Die dffnungen können aber auch im radial inneren Bereich eine derartige
Konizität aufweisen bzw. in einen konus übergehen, daß eine radiale Bewegung der
Kugeln od. dgl. nach innen bis zur gleichzeitigen Anlage an den beiden Profilen
des inneren Profilträgers nicht möglich ist.
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Das zusätzliche Verdrehspiel kann aber auch bei;Einrichtungen der
eingangs beschriebenen Art, bei welchen die der radial nach außen gerichteten Bewegungsrichtung
der Körper, z. B Kugeln entgegengesetzte Rückholfederkraft durch die konischen Flächenteile
eines unter federnder Kraft stehenden,axial verschiebbaren Ringes erfolgt, gemäß
einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der axiale -Verr>chie'beweg
dieses Ringes in Richtung auf die Kugeln zu begrenzt ist, und zwar derart, daß dadurch.ein
zusätzliches Verdrehspiel zwischen dem äußeren und inneren Profilträger ermöglicht
wird. Auch hier wird eine gleichzeitige Anlage der Kugeln an beiden - links und
rechts von den Kugeln vorgesehenen - Profilen des innerer Profilträgers verhindert,
wodurch der axialen Verschiebung des außenliegenden Profilträgers kein oder nur
ein unwesentlich kleiner Widerstand entgegengesetzt wird und wodurch die gesperreartige
Wirkung solcher, bisher bekanntgewordf:nen Einrichtungen nicht auftreten kann.
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Anhand der Figuren 1 - 4 sei die Erfindung näher erläutert: Figur
1 zeigt eine im Schnitt teilweise dargestellte Kupplungsscheibe 1 mit den Reibbelägen
2, 3, die auf der Trägerlamelle 4 in bekannter Weise angeordnet sind. Die Trägerlaraelle
bzw. der Belägträger 4 ist mit dem Flansch 5 der
Nabe 6 über Niete
7 verbunden. Im Zusammenhang mit Fig. 2, die einen Schnitt gem. der Linie II-II
der Fig. 1 zeigt, ist erkennbar, daß die Nabe 6, also der äußere Profilträger, gegenüber
der Getriebewelle 8, nämlich dem inneren Profilträger relativ vercehbar ist, da
zwischen den Flanken 9 der Verzahnung 10 und dem Flanken 11 der Zähne 12 der Getriebewelle
Zwischenräume vorhanden sind..
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Eine Feder stützt sich einerseits an einen Sprengring 14 ab, der in
einer Nut der Nabe 6 sitzt und andererseits an einem Ring 15, der mit einer konischen
Fläche 16 versehen ist, durch die eine Kugel 17, die in einer Ausnehmung 18 des
Innenprofilträgers, also der Nabe 6 angeordnet ist, radial nach innen zu gedrückt
wird. Das zusätzliche, belastungsfreie Verdrehspiel des äußeren Profilträgers, also
der Nabe gegenüber dem innen angeordneten Prof ilträger 6 wird beim vorliegenden
Ausfübrungsbeispiel dadurch erreicht, daß auf der Nabe 6 ein Anschlag in Form eines
weiteren Sprengringes i9 vorgesehen ist, gegen den der Ring 15 zur Anlage kommt
und wodurch verhindert wird, daß die Kugeln 17 jeweils gleichzeitig an den Konturen20
der Zähne 12 anliegen bzw. angepreßt werden, wodurch eine gesperrartige Wirkung
nicht mehr auftreten kann. Hierdurch wird eine einwandfreie Verschiebung der Scheibe
1 auf der Getriebewelle 8 erraöglicht. Beim Auftreten von Wechselschwingungen werden
<lie Kugeln durch das Anlaufen der Kanten 20 radial nach
außen
gedrückt, und zwar entgegen der Kraft der Druckfeder 13, welche bei Beendigung jeder
Schwingung den Ring 15 wieder nach links bis zum Anschlag an den Sprengring 19 drückt
und somit die Kugeln wieder in ihre Ausgangsstel lung gebracht werden.
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Figur 3 zeigt eine weitere.AusfAhrungsmöglichkeit der vorliegenden
Erfindung, wobei das zusätzliche, frei bzw. lastfreie Yerdrehspiel dadurch ermöglicht
wird, daß die Bohrung 18 im Bereich der Zähne 10 des äußeren Profilträgers, nämlich
der Nabe 6, eine Sackbohrung ist, deren Boden 21 einen Anæchlag für die radial nach
innen gerichteten Bewegung der Kugel 17 bildet und der in einer derartigen Höhe
vorgesehen ist, daß eine gleichzeitige Berührung der Kugel 17 mit den - zweckmäßigerweise
angefasten - Kantenbereichen 20 der Zähne 12 der Getriebewelle 8 nicht möglich wird
und wodurch ebenfalls eine einwandfreie Verschiebung der Scheibe 1 auf der Welle
8 gewährleistet wird.
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Im AusfAhrungsbeispiel gen. der Fig. 3 wird die Federkraft, gegen
deren Wirkung die Kugeln 17 nach außen zu bewegbar sind bzw. wird die Rucltholfederkraft
od, Rückatellkraft durch einen Federbandring 22 erzeugt, der um die Kugel 17 gelegt
ist.
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Anstatt des Federbandringes können auch einzelne Federbandabschnitte
verwendet werden, die t. B. an der Nabe befestigt sein können. Um zu verhindern,
daß die Federbänder bzw. Federbandringe
von den Kugeln abgleiten,
können dieselben die Kugeln von außen her teilweise umgreifen oder die Federbänder
mit Ausnehmungen versehen sein, in die die Kugeln mit ihren engeren Querschnittsbereichen
teilweise hineinragen.
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Desweiteren können die Federbänder bzw. Federbandringe mit Taschen
versehen sein, oder ähnlichen, ein Herabgleiten von den Kugeln verhindernden Mitteln.
Die Starke des Federbandes bzw. der Federbandringe kann so gewählt werden, daß sich
die Kugeln durch die Fliehkraft bei höherer Drehzahl abheben können. Zweckmäßig
ist es jedoch, wenn die Federbänder bzw.
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Federbandringe derart ausgebildet sind, daß ein Abheben der Kugeln
durch die Fliehkraft erst bei einer Drehzahl beginnt, die über der Leerlaufdrellzahl
des entsprechenden Aggregates liegt.
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Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf die Verwendung
von Kugeln beschränkt. Im Gegenteil, es wird durch die vorliegende Erfindung die
Verwendung von anderen Körpern nämlich solchen, die mit sich verjüngenden Querschnittsberoichen
über diezähne 12 entgegen der Wirkung einer Federkraft radial nach außen bewegbar
sind, erst möglich. Solche Körper, wie beispielsweise Zylinderrollenß Kegel, Kegelpro
filkeile usw. wie sie in Fig, 4 angedeutet sind und bei denen die Rltckholfederkraft
beispielsweise durch ein Federband erzielt
wird, bienen den Hanten
20 der Zähne 12 eine großere Anlage, so daß dadurch die Lebensdauer derartiger Einrichtungen
zum Übertragen einer Drehbewegung verlängert wird.
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Die Anwendung solcher oder ähnlicher körper für Einrichtungen der
eingangs bescbriehenen Aut wird - wegen der erforderlichen axialen Verschiebbarkeit
- erst durch die Erfindung ermöglicht, nämlich dadurch, daß eine gleichzeitige Anlage
solcher Körper an den beidseitig von denselben vorgesehenen profilen des innsren
Profilträgers verhindert wird Gamäß einem zusätzlichen Merkmaql der Erfindung kann
über das Verdrehspiel und oder das zusätzliche Verdrehspiel eine Dämpfung, z.B.
eine Reibungsdämpfung oder andere Dämpfung wirksam sein. Dieselbe kann beispielsweise
in radialer Richtung oder axiaqler Richtung wirksame Reibmittel, wie Reibbelag,
erzielt werden oder aber beispielsweise mittels elastischen Mittel, wie Gummi, die
an den relativ zueinander verdrehbaren Teilen befestigt sind, Andererseits sann
eine Dämpfung aber auch dadurch erfolgen, indem der Axialbewegung des Ringes 15
eine Reib- oder ähnliche Kraft entgegengesetzt wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Desweiteren ist die Erfindung nicht auf die Anwendung bei Kupplungsscheiben
beschränkt,
sondern kann überall dort verwendet werden, wo bei
den eingangs beschriebenen Einrichtungen zur Ubertragung einer Drehbewegung eine
Dämpfung von Drehtechselschwingungen bzw. ein weicher Anlauf erforderlich ist und
bei welchen Einrichtungen eine axiale Verschiebbarkeit des einen Profilträgers gegenüber
dem anderen erforderlich sein kann.
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Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, neben den erfindungsgemäßen
Einrichtungen, z. 8. bei Kupplungsscheiben, noch zusätzlich die an sich bekannten
Dämpfer im KraftUbertragungsweg zwischen der Nabe und den Reibbelägen zu verwenden.
Es kann dann dieser Dämpfer als sogenannter Hauptdämpfer und die Einrichtung gemäß
der Erfindung als Zusatzdämpfer fungieren.