DE3031733A1

DE3031733A1 - Hydraulisch expandierbare friktionskupplung

Info

Publication number: DE3031733A1
Application number: DE19803031733
Authority: DE
Inventors: Ulf Mjölby Lundqvist; Börje Linköping Peterson
Original assignee: FFV INDUSTRIPRODUKTER AB
Current assignee: FFV INDUSTRIPRODUKTER AB
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1981-04-02
Also published as: IT1132579B; IT8024349A0; US4341484A; GB2061457A; NL8004915A; JPS5824650B2; JPS5649424A; GB2061457B; FR2464405A1; SE7907277L

Description

Hydraulisch expandierbare Friktionskupplung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisch expandierbare Friktionskupplung zum Verbinden einer Welle mit einer Nabe, die zwei konzentrisch angeordnete zylindrische Hülsenelemente aufweist, die zwischen sich ein Druckmittel einschließen, wobei der Druck, den das Druckmittel auf die Hülsen ausübt, mit einer Einstelleinrichtung veränderbar ist, um ein vorbestimmtes Moment zwischen Welle und Nabe übertragen zu können.

Derartige Friktionskupplungen sind beispielsweise aus der GB-PS 1 03 7 249 bekannt.

Der Nachteil dieser Kupplung ist jedoch, daß in den meisten Fällen zwischen der inneren Hülse und der Welle bei überlastung ein Schlupf auftritt, so daß die Welle selbst Schaden nehmen kann. Handelt es sich um einen Elektromotor, können dann erhebliche Reparaturkosten anfallen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schlupf zwischen dem äußeren Hülsenelement und der Nabe zu gewährleisten, wenn eine Friktionskupplung der obengenannten Art überlastet wird.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst, indem man das äußere Hülsenelement mit größerer Wanddicke als das innere Hülsenelement ausführt oder mindestens ein zusatz-

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liches Hülsenelement außen auf der äußeren Hülse anordnet, wobei die Wanddicke der zusätzlichen Hülse derart ist, daß die gemeinsame Wanddicke der äußeren und der zusätzlichen Hülse größer als die Wanddicke der inneren Hülse ist.

Die Erfindung soll nun ausführlich unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden, in der die Fig. 1 einen Schnitt durch eine hydraulisch expandierbare Friktionskupplung nach der vorliegenden Erfindung zum Verbinden einer Welle mit einer Nabe und die Fig. 2 ein Schnitt durch den oberen Teil einer modifizierten Ausführungsform der Friktionskupplung nach der Fig. 1 darstellen.

Die Fig. 1 zeigt eine Ausführunsgform einer hydraulisch expandierbaren Friktionskupplung nach der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Kupplung weist eine zylindrische innere Hülse 1 aus beispielsweise gehärtetem Stahl und konzentrisch zum inneren Hülsenelement eine zylindrische äußere Hülse 2 ebenfalls aus gehärtetem Stahl auf. Diese Hülsenelemente sind an einem Ende unter Bildung eines dichten Verschlusses miteinander verbunden. Die Hülsen 1, 2 lassen sich auch einteilig herstellen. In dem Raum zwischen der Hülse 1 und der Hülse 2 ist ein Druckmittel 3 angeordnet, beispielsweise Gummi, öl, Fett oder dergleichen. Um die Hülsen 1 und 2 gegen die Welle 4 bzw. eine Nabe 5 aufzuweiten, so daß ein vorbestimmtes Moment zwischen Welle 4 und Nabe 5 übertragen werden kann, ist ein Druckring 6 vorgesehen, der mit den Anziehschrauben 7 auf einen Flansch 8 auf der äußeren Hülse 2 gezogen werden kann, der auf der Außenseite der Nabe 5 aufliegt. Ein ringförmiges Kolbenelement 9 liegt hinter dem Druckring 6; seine Dicke ist dem Raum zwischen der inneren Hülse 1 und der äußeren Hülse 2 angepaßt. Dieses Kolbenelement kann gemeinsam mit einem Dichtring 10 in den Zwischenraum eingedrückt werden, so daß der Druck des Druck-

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mittels 3 gegen die Hülsen 1, 2 auf einen vorbestimmten Wert ansteigt, der die Übertragung eines gewünschten Drehmoments zwischen der Welle 4 und der Nabe 5 ermöglicht.

Um einen Schlupf zwischen der äußeren Hülse 2 und der Nabe 5 zu ermöglichen, wenn die Kupplung überlastet wird, d.h. wenn das auftretende Drehmoment den vorbestimmten Wert übersteigt, ist die Kupplung nach der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, daß auf die Welle ein größeres Moment als gegen die Nabe 5 übertragen werden kann.

Dies läßt sich auf folgende Weise erreichen.

In der Ausführungsform der erfindungsgemäßen hydraulischen Friktionskupplung nach Fig. 1 entsteht bei Überlastung der Kupplung ein Schlupf zwischen der äußeren Hülse 2 und der Nabe 5, da die äußere Hülse 2 mit größerer Wanddicke als die innere Hülse 1 ausgeführt ist. Der Flächendruck an der der Nabe 5 zugewandten Oberfläche der äußeren Hülse 2 ist daher erheblich niedriger als der Flächendruck auf der der Welle 4 zugewandten Oberfläche der inneren Hülse 1, so daß man ein Durchrutschen bei einem gewünschten Flächendruck erhält, indem man die Wanddicke der äußeren Hülse 2 im Verhältnis zu der der inneren Hülse 1 geeignet wählt.

Eine weitere Möglichkeit, die äußere Hülse 2 dicker als die innere Hülse 1 zu machen, ist, mindestens eine weitere Hülse 11 aus beispielsweise gehärtetem Stahl auf die äußere Hülse 2 aufzuschweißen, aufzukleben oder dergleichen, wie die Fig. 2 zeigt, wobei man die Wanddicke der zusätzlichen Hülse 11 so wählt, daß die gemeinsame Wanddicke der äußeren Hülse 2 und der zusätzlichen Hülse 11 größer als die Wanddicke der inneren Hülse 1 ist.

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Um den gewünschten Schlupf zu erreichen, kann man die Wanddicke der äußeren Hülse 2 bzw. alternativ die gemeinsame Wanddicke der äußeren Hülse 2 und der zusätzlichen Hülse 11 im Verhältnis zur Wanddicke der inneren Hülse 1 so wählen, daß der Flächendruck auf der Welle höher als der Flächendruck auf der Nabe ist.

Um in der Ausführungsform nach Fig. 2 einen Verschleiß durch Abrieb beim Durchrutschen zu vermeiden, ist eine Schutzschicht 12 aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungsbeiwert - beispielsweise Bronze - auf der Außenseite der zusätzlichen Hülse 11 vorgesehen. Ist das Druckmittel 3 temperaturabhängig, kann die beim Durchrutschen entstehende Wärme Schwierigkeiten hervorrufen. Zu diesem Zweck kann man eine Wärmeisolierschicht beispielsweise aus flammgehärteter Keramik zwischen der Schutzschicht 12 und der zusätzlichen Schicht 11 angeordnet werden.

Anstelle einer Schutzschicht 12 kann man eine Schutzhülse aus beispielsweise Bronze auf die zusätzliche Hülse 11 aufsetzen. In der Ausführungsform nach Fig. 1 wird die Wärmeisolierschicht natürlich außen unmittelbar auf die äußere Hülse 2, dann die Schutzschicht oder Schutzhülse außen auf diese Wärmeisolierschicht aufgebracht.

Die Schutzschicht bzw. alternativ die Schutzhülse kann auch auf der Innenfläche der Nabe 5 vorgesehen sein.

Um das Durchrutschen weiter zu unterstützen, kann die Schutzschicht 12 bzw. alternativ die Schutzhülse so ausgeführt sein, daß sie einen Gleiteffekt ausübt. Bei einer beispielsweise flammgehärteten porösen Bronzeschicht läßt sich dies erreichen, indem man die Schicht vor dem Zusammensetzen mit öl tränkt und dann abwischt. Das in die Poren der Schicht einge-

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drungene Öl dehnt sich unter der beim Durchrutschen entstehenden Wärme und tritt aus den Poren aus, so daß die Schlupfwirkung verstärkt wird.

Die Schutzschicht 12 wird vorzugsweise auch auf die Seiten des Flansches an der äußeren Hülse 2 aufgebracht, die der Außenseite der Nabe 5 zugewandt sind, wie in Fig. 2 gezeigt.

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Claims

Patentansprüche

■1/. Hydraulisch expandierbare Friktionskupplung zum Verbinden einer Welle mit einer Nabe mit zwei konzentrisch angeordneten zylindrischen Hülsenelementen, die zwischen sich ein Druckmittel einschließen, wobei der Druck, den das Druckmittel auf die Hülsenelemente ausübt, veränderbar ist mit einer Einstelleinrichtung, um ein vorbestimmtes Drehmoment zwischen der Welle und der Nabe übertragen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß, um einen Schlupf zwischen der äußeren Hülse und der Nabe zu gewährleisten, wenn das vorbestimmte Drehmoment auftritt, entweder die äußere Hülse mit größerer Wanddicke als die innere Hülse ausgeführt oder außen auf der äußeren Hülse mindestens eine zusätzliche Hülse angeordnet ist, wobei die Wanddicke der zusätzlichen Hülse so gewählt ist, daß die gemeinsame Wanddicke der äußeren und der zusätzlichen Hülse größer als die Wanddicke der inneren Hülse ist.

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2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzschicht oder alternativ eine Schutzhülse entweder außen auf der äußeren Hülse bzw. alternativ der zusätzlichen Hülse oder auf der Innenfläche der Nabe angeordnet ist.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht bzw. -hülse ein Gleitmittel enthält.
4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Schutzschicht bzw. -hülse eine Wärmeisolierschicht vorgesehen ist.

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