DE3133289A1

DE3133289A1 - "brennkraftmaschine mit einer kupplung zwischen einer ersten und einer zweiten antriebswelle"

Info

Publication number: DE3133289A1
Application number: DE19813133289
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. Dr. 8901 Lützelburg Hitziger; Ernst 8901 Königsbrunn Pfleiderer
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1981-08-22
Filing date: 1981-08-22
Publication date: 1983-03-03

Description

Brennkraftmaschine mit einer Kupplung zwischen einer
ersten und einer zweiten Antriebswelle Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Kupplung zwischen einer ersten, Drehsch>ingungen, Stößen, geringfügigem Achsversatz und Fluclitabweichung unterworfenen Antriebswelle, insbesondere der Nockenwelle, und einer zweiten, zur ersten fluchtenden Antriebswelle für den Antrieb kleiner Nebenaggregate wie Pumpen, Drehzahlgeber oder dergleichen.
In der Reyel sind zur Verbindung von Antriebswellen der obengenannten Art bisher teuere, konstruktiv und fertigungstechnisch aufwendige sowie platzraubende Kupplungen verwendet worden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art eine billige, fertigungstechnisch wenig aufwendige und platzsparende Kupplung zwischen den beiden eingangs definierten Antriebswellen zu schaffen, die außerdem gewährleistet, daß die Drehschwingungen und Stöße sowie Achsversätze und Fluchtabweichungen der ersten Antriebswelle zumindest grö1-tenteils kompensiert und nicht auf die zweite Antriebswelle übertragen werden.
Diese Aufgabe ist bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art durch eine elastische und dämpfende Kupplung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Kupplung zeichnet sich durch eine sehr einfache, leicht herstellbare und damit billige Konstruktion aus. Stöße und Schwingungen der ersten Antriebswelle, beispielsweise der Nockenwelle der Brennkraftmaschine werden durch die Verformung des Blattfederpaketes abgefangen sowie zumindest nahezu vollständig kompensiert und damit nicht auf die zweite angekoppelte Antriebswelle übertragen. Die Dämpfung wird dabei zum Teil durch Reibung der sich unter Belastung S-förmig verformenden Federblätter des Blattfederpaketes untereinander und zum andern Teil auch durch Verdrängungsarbeit von Schmieröl erzielt, das bei jeder S-förmigen Auslenkung des Blattfederpaketes die Spalten zwischen den einzelnen Federblättern auffüllt und beim Rückgang der S-förmigen Verformung wieder aus den Spalten herausgedrängt wird, Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kupplung, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch die Kupplung gemäß Fig. 1 entlang der dort eingezeichneten Schnittlinie II-II, Fig. 3 einen Schnitt durch die Kupplung gemäß Fig. 1 entlang der dort eingezeichneten Schnittlinie III-III, Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung zweier mittels der erfindungsgemäßen Kupplung zu verbindenden Antriebswellen.
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen angezogen.
In den Figuren ist mit 1 eine erste Antriebswelle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, inst-sondere deren Nockenwelle bezeichnet, die an der Maschine drehbar gelagert und im Betrieb mehr oder minder starken Drehschwingungen und Stößen, außerdem einem geringfügigen Achsversatz und einer Fluchtabweichung unterworfen ist. Mit 2 ist eine zweite, zur ersten fluchtende Antriebswelle bezeichnet, die zum Antrieb kleiner Nebenaggregate der Brennkraftmaschine wie Zahnradpumpen, Dosierpumpen, Drehzahlgeber oder dergleichen nicht dargestellter Aggregate dient. Mit 3 ist insgesamt eine elastische und dämpfende Kupplung bezeichnet, über die die beiden Antriebswellen 1, 2 miteinander gekuppelt sind. Die Kupplung 3 besteht erfindungsgemäß aus nachfolgend beschriebenn Merkmalen. Die erste Antriebswelle 1 besitzt eine stirnseitig an ihr ausmündende, koaxial zu ihrer Längsachse verlaufende Bohrung 4.
Letztere ist quer zur Längsachse der Antriebswelle 1 und mittig von einem beiderseits eingespannten, ebenen Blattfederpaket 5 durchsetzt. Die zweite Antriebswelle 2 ragt mit ihrem kupplungsseitigen Ende 6, dessen Durchmesser etwa halb so groß wie jener der Bohrung 4 in der ersten Antriebswelle 1 ist, in die Bohrung 4 der ersten Antriebswelle hinein und übergreift dort mit den parallelen Seitenflächen 7, 8 eines stirnseitig auslaufenden Querschlitzes 9 das in der Bohrung 4 eingespannte Blattfederpaket 5 beiderseits mit geringem Spiel.
Eine vorteilhafte Halterung für das Blattfederpaket 5 ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Diese Halterung besteht in einer hohlzylindrischen Buchse 10 mit einer stirnseitig auslaufenden Quernut 11, in die das Blattfederpaket 5 stirnseitig und radial knapp bündig eingesetzt ist. Die Buchse 10 wiederum ist in die Bohrung 4 der ersten Antriebswelle 1 eingesetzt und dort zumindest kraftschlüssig gehalten. Die Buchse 10 liegt dabei stirnseitig an der ebenen, senkrecht zur Längsachse der ersten Antriebswelle 1 angeordneten Bodenfläche 12 der Bohrung 4 an, welche Bodenfläche 12 die axiale Begrenzungsfläche für das Blattfederpaket 5 bildet.
In vorteilhafter Weise ist die Buchse 10 in die Bohrung 4 eingeschrumpft. Sie kann jedoch auch nur mit Preßsitz in die Bohrung 4 eingesetzt und außerdem mit der Antriebswelle 1 durch Sicherungsstifte oder dergleichen verbunden gegen Verdrehung und axialen Versatz zusätzlich gesichert sein.
Das Blattfederpaket 5 besteht aus mehreren lose auEeinander gelegten, gleich großen Blattfedern aus Federstahl und weist eine Dicke auf, die etwa einem Zehntel des Durchmessers der Bohrung 4 in der ersten Antriebswelle 1, respektive etwa einem Fünftel des Durchmessers des kupplungsseitigen Endes 6 der zweiten Antriebswelle 2 entspricht. Die Steifigkeit eines Blattfederpaketes ist durch Variation der Blattfederabmessungen sowie -anzahl beeinflußbar und wird den jeweils vorgegebenen Bedingungen hinsichtlich Antriebswellengrößen und Kraftübertragungsgrößen angepaßt.
In Fig. 4 ist die zweite Antriebswelle 2 in einer Lage vor dem Ankuppeln an die erste Antriebswelle 1 gezeigt, während in den Fig. 1 und 2 der entgültige Kupplungszustand der beiden Antriebswellen 1 und 2 dargestellt ist. Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß zwischen dem Blattfederpaket 5 und dem Boden 13 des Querschlitzes 9 einerseits sowie zwischen der Bodenfläche 12 der Bohrung 4 in der ersten Antriebswelle 1 und der Stirnfläche 14 an der zweiten Antriebswelle 2 andererseits ein größerer Abstand im gekuppelten Zustand der beiden Antriebswellen 1 und 2 gegeben ist, der durch eine entsprechende axiale Lagesicherung der zweiten Antriebswelle 2 hergestellt ist und sicherstellt, daß im Falle eines Achsversatzes der erste Xntriebswelle 1 in Richtung der zweiten Antriebswelle 2 keine Einflußnahme dieser Bewegung auf letztere erfolgen kann.
Im Betrieb erfolgt die Mitnahme der zweiten Antriebswelle 2 durch die erste Antriebswelle 1 über die erfindungsgemäße Kupplung 3 durch deren Blattfederpaket 5 in elastisch nachgiebiger und dämpfender Weise, wobei sich das Blattfederpaket 5 - wie in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet - S-förmig nach oben oder unten verformt.
Die Dämpfung erfolgt dabei durch die Reibung der sich unter Belastung S-förmig verformenden Federblätter des Blattfederpaketes 5 untereinander einerseits und andererseits durch Verdrängung von Schmieröl, das bei jeder S-förmigen Auslenkung des Blattfederpaketes 5 in die Spalten zwischen den einzelnen Federblättern eindrinr und bei Rückgang der S-förmigen Verformung wieder aus den Spalten herausgedrängt wird. Das Schmieröl befindet sich dabei im Innenraum der Bohrung 4 der ersten Antriebswelle und wird dort durch in der Zeichnung nicht dargestellte DichturTgsmittel, die ein Austreten nach außen verhindern, zurückgehalten.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung insbesondere im Bereich der Halterung für das Blattfederpaket 5 nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern jederzeit auch andere, sich im Rahmen der Erfindung bewegende Halterungen für das Blattfederpaket 5 möglich sind.

Claims

Patentansprüche: Brennkraftmaschine mit einer Kupplung zwischen einer ersten, Drehschwingungen, Stößen, geringfügigem Achsversatz und Fluchtabweichung unterworfenen Antriebswelle, insbesondere der Nockenwelle, und einer zweiten, zur ersten fluchtenden Antriebswelle für den Antrieb kleiner Nebenaggregate wie Pumpen, Drehzahlgeber oder dergleichen, gekennzeichnet durch - eine elastische und dämpfende Kupplung (3) mit tolgenden Merkmalen, - die erste Antriebswelle (1) besitzt eine stirnseitig offene koaxiale Bohrung (4), d quer zur Wellenlängsachse und mittig von einem beiderseits eingespannten, ebenen Blattfederpaket (6) durchsetzt ist, - die zweite Antriebswelle (2) ragt mit ihrem kupplungsseitigen Ende (6), dessen Durchmesser etwa halb so groß wie jener der Bohrung (4) ist, in letztere hinein und übergreift dort mit parallelen Seitenflächen (7, 8) eines stirnseitig auslaufenden Querschlitzes (9) das in der Bohrung (4) eingespannte Blattfederpaket (5) beiderseits mit geringem Spiel.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halterung für das Blattfederpaket (5) dergestalt, daß letzteres stirnseitig und radial knapp bündig in einer stirnseitig auslaufenden Quernut (11) einer hohlzylindrischen Buchse (10) eingesetzt ist, die wiederum zumindest kraftschlüssig in der Bohrung (4) der ersten Antriebswelle (1) arretiert ist und stirnseitig an deren ebener Bodenfläche (12) anliegt, welch letztere die axiale Begrenzungsfläche für dar Blattfederpaket (5) bildet.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (10) in die Bohrung (4) der ersten Antriebswelle (1) eingeschrumpft ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (10) mit Preßsitz in die Bohrung (4) der ersten Antriebswelle (1) eingesetzt und außerdem mit letzterer durch Sicherungsstifte oder dergleichen gegen Verdrehung und axialen Versatz gesichert verbunden ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehereren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfederpaket (5) aus mehreren lose aufeinander gelegten Blattfedern aus Federstahl besteht und eine Dicke aufweist, die etwa einem Zehntel des Durchmessers der Bohrung (4) in der ersten Antriebswelle (1), respektive etwa einem Fünftel des Durchmessers des kupplungsseitigen Endes (6) der zweiten Antriebswelle (2) entspricht.