DE3329420A1

DE3329420A1 - Elastische kupplung

Info

Publication number: DE3329420A1
Application number: DE19833329420
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hanke; Manfred 7920 Heidenheim Schmitt
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1985-02-21

Description

Kennwort: "Lamellen-Torsionsdämpfer"
Elastische Kupplung (Zusatz zu Patentanmeldung P 33 22 374.2) Die Zusatz-Erfindung betrifft die in der Hauptanmeldung beschriebene elastische Kupplung, welche im einzelnen die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweist. Eine bekannte elastische Kupplung, von der die Hauptanmeldung ausgeht, ist beschrieben in der DE-PS 28 48 748.
Im Anspruch 1 sind u.a. die Begriffe "Innenscheibe" und "Außenscheibe" verwendet. Der Begriff "Innenscheibe" soll besagen, daß diese Scheibe drehfest mit der radial innen liegenden Nabe oder Welle verbunaen ist. Der Begriff "Außenscheibe" soll besagen, daß diese Scheibe drehfest mit dem radial außen liegenden Außenring, der einen Anschlußflansch aufweisen kann, verbunden ist.
Bei der bekannten Kupplung befindet sich eine Innenscheibe zwischen zwei Außenscheiben. Beim Anmeldungsgegenstand kann dies ebenso der Fall sein; jedoch ist hier auch der umgekehrte Fall möglich, nämlich daß eine Außenscheibe vorgesehen ist, die sich zwischen zwei Innenscheiben befindet.
Bei der bekannten Kupplung bildet eine der Außenscheiben zusammen mit dem Außenring ein einstückiges Bauteil. Hierdurch ist es schwierig, die am Außenring vorgesehenen und nach innen ragenden Ansätze herzustellen. Mit anderen Worten: Das genannte einstückige Bauteil muß durch Gießen oder durch ein kompliziertes Fräsverfahren hergestellt werden.
Erschwerend kommt hinzu, daß die Außenscheiben zugleich die Funktion von Deckscheiben haben, die den mit Flüssigkeit gefüllten Innenraum der Kupplung nach außen begrenzen. Hierdurch dürfen die Ausnehmungen für die elastischen Kupplungselemente (vorzugsweise Schraubendruckfedern) nicht als Ausschnitte oder Durchbrüche ausgebildet werden, wie dies bei anderen elastischen Kupplungen bekannt ist. Vielmehr müssen an den Außenscheiben von der Innenseite her Vertiefungen vorgesehen werden, deren Herstellung ebenfalls aufwendig ist.
Der Hauptanmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Kupplung dahingehend weiterzuentwickeln, daß ihre Herstellungskosten, insbesondere bei Massenfertigung, verringert werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale g) und h) des Anspruches 1 gelöst. Danach macht der Gegenstand der Hauptanmeldung Gebrauch von der bei Lamellen-Kupplungen bekannten Methode, bei der die Außenlamellen mittels einer Verzahnung oder Vielkeil-Verbindung od.dgl. drehfest mit dem Außenring verbunden sind. In ähnlicher Weise wird (bzw. werden) die Außenscheibe(n) der Kupplung mit dem Außenring verbunden, wobei die Außenscheibe(n) vorzugsweise axial verschiebbar ist (bzw. sind).
Das wesentliche Merkmal des Gegenstandes der Hauptanmeldung besteht jedoch darin, daß die am Außenring angeordneten und nach innen ragenden Ansätze (aie den Zähnen einer Innenverzahnung ähneln) eine Doppel-Funktion übernehmena Einerseits bilden sie zusammen mit der Innenscheibe (bzw den Innenscheiben) wie bei der oben erwähnten bekannten elastischen Kupplung die hydrostatischen Verdrängungskammern. Andererseits sind sie gemäß der Erfindung Teil der genannten drehfesten Verbindung zwischen dem Außenring und der Außenscheibe (bzw. den Außenscheiben).
Beim Gegenstand der Hauptanmeldung ergeben sich die folgenden Fertigungsmöglichkeiten: Der Außenring kann beispielsweise durch Räumen geformt oder von einem entsprechend profilierten Rohr abgeschnitten werden. Die Außenscheibe (bzw. die Außenscheiben) kann (bzw. können) beispielsweise durch Feinstanzen aus Blech geformt werden. D.h. sowohl die Ausnehmungen für die elastischen Kupplungselemente als auch die Ausnehmungen, in welche die Ansätze des Außenringes eingreifen, werden aus dem Rohmaterial herausgestanzt. Vorteilhaft wird man bei der Herstellung der Innenscheibe (bzw. der Innenscheiben) in entsprechender Weise verfahren.
Die Verwendung von verhältnismäßig dünnen Blechen als Rohmaterial fUr die Innen- und Außenscheiben wird im allgemeinen dazu fuhren, daß die erfindungsgemäße elastische Kupplung nicht nur eine einzige Innenscheibe und zwei Außenscheiben (oder eine einzige Außenscheibe und zwei Innenscheiben) aufweist. Vielmehr wird man zweckmäßig (gemäß einem weiteren Gedanken der Hauptanmeldung) eine Vielzahl von Innenscheiben und Außenscheiben vorsehen, so daß elastische Kupplungselemente (vorzugsweise Schraubendruckfedern) von der Ublichen Größe innerhalb der Kupplung Platz finden. Die Innen- und Außenscheiben können aus ebenen Blechen gefertigt sein, wobei zwischen benachbarten Scheiben schmale, überwiegend mit Flüssigkeit gefüllte Zwischenräume verbleiben. Da es sich um eine Vielzahl derartiger Zwischenräume handelt, kann durch diese die Wirkung der hydrostatischen Verdrängungskammern im Sinne einer Torsions-Schwingungsdämpfung unterstutzt werden.
Als Rohmaterial für die Innen- und Außenscheiben kommen vorzugsweise serienmäßig lleferbare Feinwalzbleche in Betracht. Zwar sind diese preisgünstig 2 auch werden sie mit derart hoher Oberflächengüte geliefert, daß die daraus (z.B. durch Stanzen) gefertigten Scheiben nicht weiter bearbeitet werden müssen (d.n.
beispielsweise ein Schleifen der Scheibenflächen ist entbehrlich). Die genannten Feinwalzbleche haben jedoch den.Nachteil, daß sie nicht immer mit exakt gleicher Dicke geliefert werden.
D.h. die Blechdicke schwankt von Zeit zu Zeit um beispielsweise einige Hundertstel mm. Da man bei kostensparender Massenfertigung von Kupplungen auf komplizierte Auswahlverfahren verzichten muß, besteht also die Gefahr, daß eine bestimmte Serie von Kupplungen dickere Innen- und/oder Außenscheiben aufweist als eine andere Serie, und daß die Kupplungen somit Torsions-Schwingungen in unterschiedlichem Maße dämpfen. Es handelt sich hierbei überwiegend um denjenigen Anteil des Dämpfungseffektes, welcher durch Adhäsionskräfte (Newton'sche Reibung) zwischen den Innen-und Außenscheiben erzeugt wird.
Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maßnahme anzugeben, um bei aen gemäß der Hauptanmeldung ausgebildeten elastischen Kupplungen nach ihrer serienmäßigen Herstellung den zuvor genannten Dämpfungseffekt beeinflussen zu können, so daß die beschriebene kostengünstige Herstellungsmethode beibehalten werden kann Diese Aufgabe wird gemäß der Zusatzerfindung durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruches 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben0 Die Figur 1 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine elastische Kupplung nach der Linie I-I der Fig. 2.
Die Figur 2 zeigt einen Teilquerschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Die Figur 3 zeigt einen Teillängsschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
Die in der Zeichnung dargestellte elastische Kupplung umfaßt im wesentlichen die folgenden Bauteile: Eine Nabe 10 mit beispielsweise fünf Innenscheiben 11, einen Außenring 20 mit beispielsweise sechs Außenscheiben 21, einen Antriebs flansch 22 und zwei äußeren Deckscheiben 23 sowie Schrauben-Druckfedern 30, 31 als elastische Kupplungselemente.
Die Nabe 10 hat eine Außenverzahnung und die Innenscheiben 11 haben entsprechende Innenverzahnungen, so daß die Innenscheiben drehfest und axial verschiebbar mit der Nabe 10 verbunden sind.
Die Außenscheiben 21 sind in ähnlicher Weise mit dem Außenring 20 verbunden. Hierzu hat der Außenring 20 mehrere am Innenumfang verteilt angeordnete und nach innen ragende Ansätze 24, von denen in Fig. 2 nur einer sichtbar ist. Die Ansätze 24 erstrecken sich ähnlich wie die Zähne einer Innenverzahnung über die gesamte Länge des Außenringes 20. Die Außenscheiben 21 haben an ihrem Außenumfang Ausnehmungen, die den Ansätzen 24 entsprechen, so daß die Außenscheiben drehfest und axial verschiebbar mit dem Außenring 20 verbunden sind.
Auch die Innenscheiben 11 haben im Bereich der Ansätze 24 je eine Ausnehmung 12, die jedoch in Umfangsrichtung größer ist als der Ansatz 24. Hierdurch entstehen zwischen jedem Ansatz 24 und jeder einzelnen Innenscheibe 11 zwei hydrostatische Verdrängungskammern 9. Jede dieser Verdrängungskammern ist seitlich durch zwei der äußeren Scheiben 21 begrenzt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind also an jedem der Ansätze 24 fünf Paare von Verdrängungskammern vorhanden. Die beiden Verdrängungskammern 9 eines Paares sind untereinander über einen schmalen Drosselspalt 8 verbunden, der zwischen dem Ansatz 24 und der Innenscheibe 11 vorgesehen ist. In der Ruhestellung der Kupplung können die beiden Verdrängungskammern eines Paares gleich groß sein, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Jedoch kann hiervon auch abgewichen werden. Die Flanken des Anschlages 24 und der Ausnehmung 12 sind derart aneinander angepaßt, daß sie flächige Festanschläge bilden, ale den maximalen Verdrehwinkel der Kupplung bestimmen.
Die Innenscheiben 11 und die Außenscheiben 21 haben in der üblichen Weise einander entsprechende Ausschnitte 32, 33, worin die schon genannten Schrauben-Druckfedern 30 bzw. 31 mit Federtellern 34 bzw. 35 eingesetzt sind.
Da der Innenraum der Kupplung, insbesondere die hydrostatischen Verdrängungskammern 9, mit Flüssigkeit gefüllt ist, befindet sich zwischen den äußeren Deckscheiben 23 und der Nabe 10 je eine Dichtungsanordnung, die aus einem äußeren O-Ring 19, einem inneren O-Ring 18 und einer dazwischen eingespannten Scheibe 17 gebildet ist. Auf der Außenseite jeder der beiden Deckscheiben 23 kann in der Nabe 10 eine zusätzliche Deckscheibe 16 (Labyrinth-Scheibe) vorgesehen werden. Hierdurch entsteht zum Schutze der Dichtungsanordnung 17, 18, 19 ein Vor-Labyrinth. Bei hohen Drehzahlen kann der Flüssigkeitsdruck im Inneren der Kupplung so hoch ansteigen, daß sich die Deckscheiben 23 im radial inneren Bereich in Achsrichtung nach außen verformen und mit den zusätzlichen Deckscheiben 16 in Kontakt treten. Hierdurch entsteht eine zusätzliche mechanische Dämpfung der Torsionsschwingungen.
Wie schon erwähnt, verbleiben zwischen den Innenscheiben 11 und den Außenscheiben 21 schmale mit Flüssigkeit gefüllte Spalte.
Somit entstehen zwischen benachbarten Scheiben Adhäsionskräfte (Newton'sche Reibung), die ebenfalls zur Dämpfung der Torsionsschwingungen beitragen. Die Höhe dieses Dämpfungseffektes kann von außen bestimmt werden durch axiales Verschieben der Scheiben 21, 11 mittels einer Schraube 40 oder mehrerer solcher Schrauben, die am Umfang der Kupplung gleichmäßig verteilt sind.
Die genaue Position dieser Schraube 40 wird bestimmt durch die Dicke einer Distanzscheibe 41, die bei Bedarf gegen eine andere Scheibe unterschiedlicher Dicke ausgetauscht werden kann.
Im Inneren der Kupplung können bei Bedarf zwischen den Innenscheiben 11 und den Außenscheiben 21 weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Distanzscheiben angeordnet werden, deren Dickc (zwischen etwa 0,02 und 0,2 mm) ebenfalls den Dämpfungseffekt beeinflußt.
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Claims

Kennwort: "Lamellen-Torsionsdämpfer" Patentansprüche 1. Elastische Kupplung in Scheibenbauweise, mit den folgenden Merkmalen: a) die eine Kupplungshälfte weist wenigstens eine sogenannte Innenscheibe (11) auf, die einer Nabe (10), Welle ooer dergleichen zugeordnet ist; b) die andere Kupplungshälfte umfaßt wenigstens eine sogenannte Außenscheibe (21), die einem Außenring (20) zugeordnet ist; c) die Innenscheibe(n) (11) ist (bzw. sind) gegenüber der (den) Außenscheibe(n) (21) begrenzt verdrehbar, wobei die Innenscheibe(n) mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen (32, 33) aufweist (bzw. aufweisen), zur Aufnahme von elastischen Kupplungselementen (30, 31), die in entsprechende Ausnehmungen der Außenscheibe(n) eingreifen; d) der Innenraum der Kupplung ist nach außen hin abgedichtet, so daß er mit Flüssigkeit füllbar ist; e) im radial äußeren Bereich des Innenraumes sind -zwecks Bildung von Festanschlägen - am Außenring (20) nach innen ragende Ansätze (24) angeordnet, die bei maximalem Verdrehwinkel mit Anschlagflächen zusammenwirken, die an der Innenscheibe (bzw.

den Innenscheiben) (11) vorgesehen sind; f) zumindest im Bereich der Festanschläge sind - unter Verwendung der Ansätze (24) unu Anschlagflächen - Verdrängungskammern (9) gebildet, die beim gegenseitigen Verdrehen der Kupplungshälften im Volumen veränderlich sina und je wenigstens eine Drosselöffnung (8) aufweisen; g) der Außenring (20) und die Außenscheibe(n) (21) sind voneinander getrennte Bauteile, so daß der Außenring (20) mit seinen Ansätzen (24) als ein durchgehend offener Profilring ausgebildet ist; h) die Außenscheibe(n) (21) weist (bzw. weisen) an ihrem Außenumfang Ausnehmungen auf, in welche die Ansätze (24) des Außenringes (20) formschlüssig eingreifen, so daß die Außenscheibe(n) drehfest mit oem Außenring verbunden ist (bzw. sind); nach Patentanmeldung P 33 22 374.2, i) dadurch gekennzeichnet, daß die Lage wenigstens einer der Innen- oder Außenscheiben (11 oder 21) mit Hilfe einer von außen zugänglichen Verstelleinrichtung (40) in Achsrichtung veränderbar ist.
2) Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Art einer Lamellenkupplung eine Vielzahl von Innenscheiben (11) und Außenscheiben (21) vorgesehen sind.
3) Elastische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung wenigstens eine Schraube (40) ist, die in eine achsparallele Gewindebohrung in eine der Deckscheiben (23) eingesetzt ist.
4) Elastische Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schraube (40) uno Deckscheibe (23) ein Distanzring (41) von wählbarer Dicke angeordnet ist.