-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kupplungsmechanismus nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Ein derartiger Kupplungsmechanismus ist aus der
DE 21 14 280 A bekannt. Er umfasst einem Deckel, der geeignet ist, an eine Schwungscheibe befestigt zu werden, eine Anpressplatte, eine Federscheibe, beispielsweise eine Membranfeder, die zwischen dem Deckel und der Anpressplatte wirkt, um eine Reibscheibe zwischen der Schwungscheibe, die eine Gegendruckplatte bildet, und der Anpressplatte einzuklemmen bzw. zu lockern. Der Kupplungsmechanismus hat ferner eine von einer sogenannten Antriebswelle, die vorzugsweise durch die Schwungscheibe gebildet wird, ausgehende Antriebsvorrichtung einer sogenannten Zapfwelle, wobei diese Antriebsvorrichtung ein durch eine Flanschscheibe gebildetes Eingangselement umfasst, das dazu bestimmt ist, mit einer Antriebswelle verbunden zu werden, und ein durch eine Nabe gebildetes Ausgangselement, das dazu bestimmt ist, die Zapfwelle anzutreiben. Dabei sind zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement sowohl Radialspielmittel, die ein bestimmtes radiales Spiel zwischen diesen Elementen zulassen, als auch Axialspielmittel vorgesehen, die ein bestimmtes axiales Spiel zwischen diesen Elementen zulassen.
-
Aus der
DE 26 36 382 B2 ist eine Kupplungsverzahnung zum Übertragen eines Drehmomentes von einem treibenden auf ein getriebenes Bauteil über mit abgerundeten Längskanten versehene Zähne bekannt.
-
Ferner ist aus der
DE 198 00 710 A1 eine Kupplungsscheibe mit Schwenklagerung bekannt, die zwei Baugruppen umfasst, von denen die eine Reibelemente und die andere eine Nabe aufweist, wobei beide Baugruppen zueinander zentrierbar und konzentrisch zu einer Drehachse mit einer begrenzten radialen und winkelmäßigen Beweglichkeit angeordnet sind.
-
Weiterhin ist aus der
DE 24 47 582 B2 eine Kupplung mit drei ineinander angeordneten teilverzahnten Ringen mit je zwei um jeweils 180 Grad versetzten Teilverzahnungen bekannt, wobei zur Verwendung als Oldham-Kupplung zwischen den Verzahnungen in radialer Richtung Spiel vorgesehen ist und die übertragungsfreien Ringsektoren zum Überbrücken des Spieles gleichzeitig in entgegengesetzten radialen Richtungen verformbar sind.
-
Darüber hinaus ist aus der
DE 35 00 517 A1 eine Kupplungsvorrichtung bekannt, bei der die Reibscheibe eine Nabe zum Ankoppeln an eine erste Welle aufweist, und bei der zwischen der Membranfeder und der Druckplatte eine Platte eingesetzt ist, die eine zweite Nabe mit dem Deckel fest verbindet, wobei die zweite Nabe zum Ankoppeln einer zur ersten Welle konzentrischen zweiten Welle bestimmt ist.
-
Eine Fehlausrichtung zwischen der Achse der Antriebswelle und der Achse der Zapfwelle kann zum vorzeitigen Verschleiß oder gar zum Bruch der Zapfwelle oder zumindest bestimmter Bestandteile davon führen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen konstruktiv einfachen und preiswert herzustellenden Kupplungsmechanismus der eingangs genannten Art zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist und der auch bei nicht exakt ausgerichteten Achsen der Antriebswelle und der Zapfwelle nicht zu vorzeitigen Verschleiß, zu Beschädigungen oder sogar zum Bruch der Zapfwelle oder von Teilen der Zapfwelle führt.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kupplungsmechanismus nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass die Flanschscheibe durch Riffelungen drehfest mit der Nabe verbunden ist, wobei die Nabe an ihrem Außenumfang eine Riffelung trägt, die mit einer Riffelung zusammenwirkt, die am Innenumfang der Flanschscheibe vorgesehen ist, und dass mindestens ein elastisches Mittel und die Flanschscheibe axial zwischen zwei auf der Nabe befestigten axialen Anschlagmitteln angeordnet sind, und dass eine gezahnte Scheibe, die ohne Spiel in die äußere Riffelung der Nabe eingreift, axial zwischen der Flanschscheibe und der Federscheibe angeordnet ist.
-
Der Hauptvorteil liegt dabei darin, dass es auch bei Ausrichtungsfehlern der Achsen der Antriebswelle und der Zapfwelle nicht zu vorzeitigen Verschleiß, zu Beschädigungen oder sogar zum Bruch der Zapfwelle oder von Teilen der Zapfwelle kommt. Der erfindungsgemäße Aufbau erlaubt stets eine perfekte Übertragung des Drehmoments.
-
Aufgrund der erfindungsgemäßen einfachen Konstruktion kann der Kupplungsmechanismus kostengünstig gefertigt und montiert werden.
-
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Antriebswelle durch die Schwungscheibe gebildet ist.
-
Das elastische Mittel kann vorteilhafterweise durch eine Federscheibe gebildet sein.
-
Günstig ist es ferner, wenn die Anschlagmittel durch eine Schulter der Nabe oder durch einen Sicherungsring gebildet sind.
-
Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn die Flanschscheibe relativ zur Nabe axial versetzt ist.
-
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die innere und äußere Riffelung so vorgesehen sind, dass ein bestimmtes radiales Spiel zwischen der Flanschscheibe und der Nabe zugelassen wird.
-
Eine gezahnte Scheibe, die ohne Spiel in die äußere Riffelung der Nabe eingreift, kann vorteilhafterweise axial zwischen der Flanschscheibe und der Federscheibe angeordnet sein.
-
Eine gezahnte Scheibe, die ohne Spiel in die äußere Riffelung der Nabe eingreift, kann vorzugsweise jedoch auch axial zwischen der Federscheibe und einem Sicherungsring angeordnet sein.
-
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Eingangselement der Antriebsvorrichtung drehfest mit der Anpressplatte und/oder dem Deckel verbunden ist.
-
Die Anpressplatte und der Deckel sind vorzugsweise durch tangentiale Laschen drehfest miteinander verbunden. Dabei wird weiterhin vorgeschlagen, das Eingangselement ebenfalls durch die Befestigungsmittel am Deckel zu befestigen, die die tangentialen Laschen am Deckel befestigen.
-
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Eingangselement der Antriebsvorrichtung drehfest durch eine Verbindungsplatte mit der Anpressplatte und/oder dem Deckel verbunden ist.
-
Die Verbindungsplatte kann vorteilhafterweise Lüftungsflügel tragen. Dadurch kann die Lüftung des Inneren des Mechanismus verbessert werden.
-
Die Federscheibe kann vorzugsweise doppelkegelförmig ausgeführt sein.
-
Der Kupplungsmechanismus kann vorteilhafterweise eine gedrückte Kupplung.
-
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Federscheibe durch Bolzen gelenkig am Deckel befestigt ist.
-
Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn die Verbindungsplatte mit Öffnungen versehen ist, die vor den Bolzen angeordnet sind, wobei diese Öffnungen die Bolzen teilweise aufnehmen.
-
Als Variante kann der Kupplungsmechanismus in vorteilhafter Weise auch als gezogene Kupplung ausgeführt sein.
-
Zum besseren Verständnis des Gegenstands der Erfindung werden nun beispielhaft, rein zur Veranschaulichung und auf nicht einschränkende Weise Ausführungsformen beschrieben, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.
-
In diesen Zeichnungen:
- - ist 1 eine Draufsicht, mit partiellem Ausriß, einer Kupplung, die mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung versehen ist;
- - ist 2 eine Schnittansicht der Kupplung von 1;
- - ist 3 eine Schnittansicht, die nur die Antriebsvorrichtung zeigt;
- - ist 4 eine Teilansicht, die den Eingriff von Riffelungen mit radialem Spiel zeigt;
- - ist 5 ein 2 entsprechendes Schema, das eine Variante des Mechanismus zeigt, der mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestattet ist;
- - ist 6 eine partielle Seitenschnittansicht von 1;
- - sind 7 und 8 Ansichten, die 3 entsprechen und jeweils eine Variante zeigen.
-
Zuerst wird auf 1 bis 4 Bezug genommen, die eine Anwendung im Falle einer Tellerfederkupplung betreffen, die mit einer Zapfwelle versehen ist und die insbesondere dazu bestimmt ist, an einer landwirtschaftlichen Maschine, einer Baumaschine, einem Müllauto, einem Bus, einem Versorgungsfahrzeug oder anderem eingesetzt zu werden.
-
Der Kupplungsmechanismus umfasst einen Deckel 10, der geeignet ist, zum Beispiel durch Schrauben 12 an eine Schwungscheibe 11 befestigt zu werden. Eine Anpressplatte 13 ist so am Deckel befestigt, dass sie sich mitdreht und axial verschiebbar ist. Die Platte 13 ist zum Beispiel durch tangentiale Kupplungslaschen mit dem Deckel 10 verbunden, insbesondere durch Laschen wie die Laschen 14.
-
Eine Reibscheibe 15 umfasst eine Nabe 16 zum Ankuppeln einer ersten Welle. Die Scheibe 15 ist dazu bestimmt, zwischen der Schwungscheibe 11, die eine Gegendruckplatte bildet, und der Andruckplatte 13 angezogen zu werden, oder zum Ausrücken gelockert zu werden. 18 zeigt einen Federteller an, der am Deckel 10 befestigt ist und mit der Anpressplatte 13 zusammenwirkt, um diese so zu betätigen, dass die Reibscheibe 15 angezogen oder gelockert wird.
-
D.h., die Federscheibe 18 weist allgemein die Form eines ringförmigen Tellers auf, dessen Umfang 19 durchgehend ist und eine gewölbte Tellerfeder bildet, während der zentrale Abschnitt eine Reihe von radialen Schlitzen aufweist, um Ausrückfinger 20 zu definieren.
-
Die Federscheibe 18 ist durch eine kreisförmig angeordnete Reihe von Bolzen 21 am Deckel 10 befestigt.
-
Im Beispiel von 1 und 2 liegt die Federscheibe 18 gegen den Deckel 10 an, wobei er auf einem Vorsprung dieses letzteren aufliegt, der die Form eines kreisförmigen Wulstes 22 aufweist, während auf der anderen Seite der Federscheibe 18 eine Scheibe 23 vorgesehen ist.
-
Die Federscheibe 18 wirkt mit der Anpressplatte 13 zusammen, indem die gewölbte Tellerfeder 19 gegen mehrere Vorsprünge 24 der Platte 13 anliegt.
-
Wenn die Finger 20 ungenutzt sind, bewirkt die Tellerfeder 19 einen elastischen Schub auf die Platte 13, wodurch die Scheibe 15 eingeklemmt wird. Um die Kupplung auszurücken, wirkt eine Ausrücksteuerung, zum Beispiel ein Ausrücklager 25, in axialer Richtung auf die Finger 20 nach links in 2, wodurch die Finger umgekippt werden und der Schub der Tellerfeder 19 auf der Platte aufhört. Dies hat die Lockerung der Flanschscheibe 15 zur Folge.
-
Die Kupplung ist mit einem Zapfantrieb am Deckel 10 versehen, wobei dieser Zapfantrieb keine erhebliche Modifikation des soeben beschriebenen Aufbaus erfordert.
-
Der Zapfantrieb umfasst eine Nabe 26, die neben der Nabe 16 angeordnet ist die zum Ankuppeln einer zweiten Welle vorgesehen ist, die konzentrisch zur ersten Welle ist. Die Welle 26 ist durch eine Verbindungsplatte 28 mit dem Deckel 10 fest verbunden. Diese Verbindungsplatte weist eine allgemein ringförmige Form auf und umfasst insbesondere einen inneren Abschnitt zur Befestigung der Nabe 26 und einen äußeren Umfangsabschnitt zur Befestigung am Deckel 10, der an den Befestigungspunkten 40 der tangentialen Laschen 14 an dieser befestigt ist, die ihrerseits durch Bolzen 43 an der Anpressplatte 13 befestigt sind, wie in 6 gezeigt.
-
Die Verbindungsplatte 28 kann mit Öffnungen versehen sein, die vor den Bolzen 21 angeordnet sind, wobei diese Öffnungen die Bolzen zum Teil aufnehmen: Diese Anordnung trägt dazu bei, den axialen Raumbedarf zu reduzieren.
-
Wie in 2 gezeigt, ist die Verbindungsplatte 28 zwischen der Anpressplatte 13 und der Federscheibe 18 angeordnet. Die Aufeinanderfolge in axialer Richtung ist die folgende: Schwungsscheibe oder Gegendruckplatte 11, Reibscheibe 15, Anpressplatte 13, Verbindungsplatte 28, Federteller 18 und Deckel 10.
-
Im dargestellten Beispiel ist der innere Abschnitt der Verbindungsplatte 28 durch Nieten 32 an der Nabe 26 befestigt, über eine elastische Verbindung, die nachstehend beschrieben wird.
-
Der äußere Umfangsabschnitt der Verbindungsplatte 28 ist geeignet, durch Befestigungsmittel am Deckel 10 befestigt zu werden, die ihrerseits dazu dienen, den Deckel 10 an der Anpressplatte 13 zu befestigen; zu diesem Zweck weist die Verbindungsplatte 28, wie in 1 gezeigt, radiale Arme 29 auf, die durch die Nieten 40 am Deckel 10 befestigt sind, die die tangentialen Laschen 14 daran befestigen.
-
Diese letztere Anordnung erlaubt es, den Aufbau erheblich zu vereinfachen und gewährleistet eine extreme Robustheit des Aufbaus, wobei sie den Zusammenbau erleichtert.
-
Die Verbindungsplatte 28 ist vorteilhafterweise mit Flügeln 48 versehen, 6, die die Lüftung des Inneren des Mechanismus gewährleisten.
-
Die Befestigung der Verbindungsplatte 28 am Deckel 10 ist äußerst robust, da sie ganz am Umfang des Deckels 10 angeordnet ist.
-
Öffnungen 30, die in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung verteilt sind, sind in der Verbindungsplatte 28 vorgesehen und werden von den Vorsprüngen 24 der Anpressplatte 13 durchdrungen.
-
Wie in 3 besser zu erkennen ist, ist die Verbindungsplatte 28 durch die Nieten 32 mit einer Flanschscheibe 31 verbunden.
-
Die Flanschscheibe 31 ist über Riffelungen drehfest mit der Nabe 26 verbunden: Die Nabe 26 trägt an ihrem Außenumfang eine Riffelung 33, die mit einer Riffelung 34 zusammenwirkt, die am Innenumfang der Flanschscheibe 31 vorgesehen ist; diese Riffelungen 33 und 34 sind so vorgesehen, dass sie ein radiales Spiel zwischen der Flanschscheibe 31 und der Nabe 26 zulassen, wie in 4 gezeigt, wobei sie die Übertragung des Drehmoments gewährleisten.
-
Die Flanschscheibe 31 ist vorteilhafterweise relativ zur Nabe 26 radial versetzt, um die axiale Anordnung der Gesamtheit zu erleichtern. Die Flanschscheibe 31 ist zudem auf elastische Weise axial mit der Nabe 26 so verbunden, dass ein axiales Spiel der Flanschscheibe 31 relativ zur Nabe 26 möglich ist.
-
Dazu ist eine Federscheibe 35 axial zwischen zwei gezackten Scheiben 36 und 37 angeordnet, die ohne Spiel in die äußere Riffelung 33 der Nabe 26 eingreifen; zwei Sicherungsringe 38 und 39 fassen das Ganze axial ein: Ein Sicherungsring 38 nimmt die gezackte Scheibe 37 axial auf, und der andere Sicherungsring 39 nimmt die Flanschscheibe 31 auf, die durch die Federscheibe 35 über die andere gezackte Scheibe 26 axial in Auflage gegen die Flanschscheibe 31 gedrückt wird.
-
Als Variante werden die zwei Scheiben 36 und 37 in 7 axial beiderseits der Flanschscheibe 31 angeordnet, wobei die Scheibe 36 einen Verschleiß der Flanschscheibe 31 durch den Sicherungsring 39 vermeidet; einer anderen Variante gemäß, 8, sind zwei Federscheiben 35 beiderseits der Flanschscheibe 31 angeordnet, wobei jede zwischen einer gezahnten Scheibe 36 oder 37 und einem Sicherungsring 38 und 39 vorgesehen ist, was zu einer kugelgelenkartigen Verbindung der Flanschscheibe 31 mit der Nabe 26 führt. In jedem Fall ist die Flanschscheibe 31 durch elastischen Anzug auf einem axialen Anschlag (oder mehreren Anschlägen) axial mit der Nabe 26 verbunden, wobei dieser elastische Anzug durch eine Federscheibe gewellten Typs, einen Federteller oder anders erfolgt.
-
Einer der Sicherungsringe kann natürlich auch durch eine Schulter der Nabe 26 ersetzt werden.
-
Die Kupplung gemäß 1 und 2 ist vom gedrückten Typ, d.h., um einen Ausrückvorgang durchzuführen, muss in Richtung des Pfeils F in 2 auf die Finger der Federscheibe 18 gewirkt werden; die Federscheibe 18 ist vorteilhafterweise doppelkegelförmigen Typs, wobei die Finger der Federscheibe relativ zu seinem Federscheibenabschnitt geneigt sind, wodurch der axiale Raumbedarf des Mechanismus reduziert werden kann.
-
5 zeigt die Anwendung auf eine Kupplung vom gezogenen Typ, d.h., um den Ausrückvorgang durchzuführen, muss in Richtung des Pfeils F in dieser 5 auf die Finger der Federscheibe 18 gewirkt werden.
-
1 und 2 gemäß ist die Welle, die mit der Nabe 26 des Zapfantriebs verbunden ist, eine Hohlwelle, die von der Eingangswelle des Getriebes durchdrungen wird, die mit der Nabe 16 der Reibscheibe verbunden ist und voll sein kann.
-
5 entsprechend ist die Welle, die mit der Nabe 26 des Zapfantriebs verbunden ist, eine Vollwelle, die eine hohle Eingangswelle des Getriebes durchdringt, die von der Nabe 116 der Reibscheibe angetrieben werden kann.
-
Hier weist die Kupplung einen Deckel 110 und eine Anpressplatte 113 auf, die drehfest mit der Schwungscheibe 111 verbunden sind, die Flanschscheibe 31 ist direkt mit der Schwungscheibe 111 verbunden.
-
In allen Fällen erlaubt der erfindungsgemäße Aufbau selbst im Falle einer Fehlausrichtung zwischen der Achse der Schwungscheibe und der der Zapfwelle eine perfekte Übertragung des Drehmoments.
-
Für bestimmte Anwendungen kann die Verbindungsplatte 28 oder die Flanschscheibe 31 einen Torsionsdämpfer umfassen.
-
Mehrere Federscheiben können vorgesehen werden, gewellte, vom Typ Federteller oder sonstiges.
