SE443424B - Elastisk koppling av skivtyp - Google Patents

Description

'09192-2 gränsningsmöjlíghet består däri, att den kända kopplingens skruvfjädrar intar blocktillstånd, dvs. att deras skruvvarv anlägger sig mot varandra. Detta minskar emellertid skruv- fjädrarnas livslängd. En annan möjlighet består däri, att radiellt inåt belägna kanter på klackarna stöter mot de nämnda plattorna. Slutligen kan kopplingens vridvinkel be- gränsas även därigenom, att (enligt patentskriftens fig. 6- 9) cylinder-kolvenheterna når sitt ändläge. I samtliga tre fall föreligger, trots förekomsten av dämpningsvätska, faran för hårda stötar, eftersom övervägande blott linje- beröring sker mellan de mot varandra anslående konstruk- tionsdelarna.

Det till grund för uppfinningen liggande problemet är att så förbättra den kända elastiska kopplingen, att dess livslängd ökas, speciellt genom undvikande av hårda stötar, när de fasta anslagen (vridvinkelbegränsningen) blir verksamma. Dessutom skall kopplingen vara i stånd att så starkt som möjligt begränsa torsíonssvängningar.

Detta problem löses genom den i kravet 1 definierade elastiska kopplingen. Genom uppfinningen blir det nämligen möjligt att i det radiellt yttre området av kopplingens in- nerutrymme bilda talrika förträngningskamrar, vilka har anr volym och ärpi huvudsak slutna i riktning mot navområdet och med vilkas hjälp torsíonssvängningar speciellt starkt dämpas, även när kopplingen förlorat en del av sitt vätske- innehåll.

Ett väsentligt drag hos kopplingen enligt uppfinningen består däri, att de till begränsning av vridvinkeln tjänan- de anslagsytorna har utnyttjats för bildningen av de i hög grad slutna förträngningskamrarna. Därigenom uppnås, att förträngningskamrarna ej blott tjänar till dämpning av tor- síonssvängningar (såsom redan nämnts) utan även åstadkommer en önskvärd stötdämpning, när de fasta anslagen blir verk- samma (för begränsning av vridvinkeln). Detta uppnås framför allt därigenom, att det i huvudsak sker en ytberöring, när de fasta anslagen blir verksamma. Detta medför, att det i regel ej sker någon metallisk beröring, eftersom en tunn vätskefilm blir kvar mellan anslagsytorna. Skulle vid upp- 7909192-2 trädande av särskilt stora vridmoment ändå metallisk be- röring komma till stånd, sker detta med en viss fördröj- ning eller dämpning, eftersom den nämnda vätskan först måste undanträngas.

Genom kännetecknen enligt kraven 2 och 3 kan på speciellt enkelt sätt uppnås, att intensiteten av torsions- svängningsdämpningen ändrar sig under kopplingshälfternas vridning relativt varandra. Särskilt kan tillses, att strypspalten är störst i kopplingens mittläge (viloläge) och minskar med ökande vridvinkel, så att graden av dämp- ning i motsvarighet därtill ökar.

Företrädesvis kan förträngningskamrarna vara parvis anordnade, så att vätskan vid vridning av kopplingshälfter- na relativt varandra i övervägande grad förtränges från den ena kammaren till den andra.

Genom den enligt kravet 5 vidtagna åtgärden sörjes för att fjädertallrikarnas baksídor och de i beröring med dessa kommande ytorna på mittskivan och sidoskivorna likaså bildar förträngningskamrar med strypställen. Även här uppnås såväl en torsionssvängningsdämpning som en stötdämpning och närma- re bestämt en stötdämpning, även när fjädertallrikarnasnbak- sidor kommer i beröring med de ifrågavarande ytorna på mitt- skivan eller sidoskivorna.Detta sker i regel mycket oftare än den omsesidiga beröringen av anslagsytorna vid maximal vridvinkel. Därför uppnås med åtgärderna enligt krav 5 en särskilt tydlig minskning av slitaget på fjädertallrikarna och därmed en ökning av kopplingens livslängd.

Ytterligare fördelaktiga drag hos uppfinningen anges i kraven 6 - lO.

Uppfinningen beskrivas i det följande under hänvis- ning till ett antal på bifogade ritning visade utförings- exempel.

Fig. 1 visar en koppling i längdsnitt utefter linjen I i fig. 3. ' Fig. 2 visar samma koppling i längdsnitt utefter lin- jen II i fig. 3.

Fig. 3 visar en i riktningen av pilen III i fig. l tagen partiell vy, varvid en av sidoskivorna avlägsnats. 19192-2 Å Fig. L visar en på liknande sätt som fig. 3 tagen partiell vy av en modifierad utföringsform av kopplingen.

Fig. 5 visar ett partiellt längdsnitt genom en på en växellåda anbragt koppling.

Fig. 6 visar ett utefter linjen VI-VI i fig. 7 taget längdsnitt genom en i förhållande till fig. 1 - 3 modifie- rad koppling.

Fig. 7 visar ett i riktningen av pilen VII i fig. 6 taget partiellt snitt.

Den i fig. 1 - 3 åskåaliggjoèda vridelastiska kopp- tunn metallskiva 14 med hjälp av nitar 15. Dessa metall- skivor 14 åstadkommer även forbindelsen mellan skivsektorer- na 13 och flänsen 12 med hjälp av nitar 16.

Mittskivan 10 uppvisar två kransar av vardera sex fönster 17, 18, och i motsvarighet därtill är i sidoskivor- na'20, 21 anordnade fördjupningar 22, 23. Därigenom kan i rar 30 med fjädertallrikar 31, som vid båda sidor ingriper i fördjupningarna 22, 23. I fig. 3 är blott i ett av fönaren 18 inritad en fjäder 30 med en fjädertallrik 31. De andra För att sidoskivorna 20, 21 skall kunna förbindas stelt med varandra, är vid sidoskivans 21 omkrets utformad en förtjockning 24. Dessutom är där anordnad en anslutnings- fläns 25. Sidoskivorna 20, 21 och anslutningsflänsen 25 är sammannitade med varandra (nitarna 26). Om sidoskivorna 20, 21 består av lättmetall eller av plast, är det lämpligt att insätta stålbussningar 27 i nithålen. 7909192-2 av navet ll anligger sidoskivorna 20, 21 via tätnings- ringar 29 mot mittskivans 10 fläns 12, så att det bildas ett vätsketätt innerutrymme 9, som kan fyllas med ett smörj- medel, t.ex. olja. t Vid mittskivans 10 ytteromkrets är mellan varje par av närbelägna fönster 18 anordnat ett urtag 33 med anslags- ytor Sb. I detta urtag inskjuter för bildning av ett fast anslag en klack 3A, som är utformad på sidoskivan 21, 2L.

I omkretsriktningen är mellan urtaget 33 och klacken BL an- ordnat ett avsevärt mellanrum, av vars storlek den maximala vridvinkeln bestämmes. I radiell riktning är däremot mellan urtaget 33 och klacken Bh anordnad blott en smal spalt 35.

Eftersom dessutom mittskivans 10 tjocklek i axialriktningen tillnärmelsevis är lika med det fria avståndet mellan sido- skivorna 20, 21 (se fig. 1 och 2), bildas av urtaget 33 och klacken 34 tvâ kamrar 36, som är förbundna med varandra vä- sentligen blott via den som strypspalt verkande spalten 35.

När kopplingens innerutrymme 9 och därmed kamrarna 36 är fyllda med vätska, verkar det ovan beskrivna arrangemanget som en anordning för torsionssvängningsdämpning.

I fig. 3 utgör de båda strypspalten 35 bildande ytor- na'delar av med varandra koncentriska cylindermantelytor.

Därför förblir strypspaltens 35 bredd konstant vid vridning av de båda kopplingshälfterna relativt varandra. Ett häri- från avvikande utförande visas i fig. A. Där är strypspal- ten #5 i det obelastade mittläget för kopplingen förhållan- devis bred. De till mittskivan hörande skivsektorerna 43 är emellertid så formade, att strypspalten 45 blir mindre vid vridning av kopplingshälfterna relativt varandra. Minsk- ningen av strypspalten kan ske stegvis,såsom visas vid 46, eller kontinuerligt, såsom visas vid A7.

Vid kopplingen enligt fig. 3 sker vid vridning av de båda kopplingshälfterna relativt varandra ett vätskeutbyte ej blott mellan kamrarna 36. I stället kan vätskä även pres- sas genom den på en större diameter belägna spalten 37. Det- samma gäller för utförandet enligt fig. L. Det är därför även möjligt att låta denna yttre strypspalt, i fig. A be- 7909192-2 tecknad med A8, bli smalare med ökande vridvinkel, exempel- vis såsom antydes med streckprickade linjer vid 49.

Den i fig. 5 visade kopplingen skiljer sig från de tidigare beskrivna utföringsexemplen därigenom, att den kan anordnas på särskilt ringa avstånd från ett maskinhus, 'exempelvis från en växellåda. Fig. 5 visar drivtappen 50 hos en växellåda, vilken tapp är lagrad medelst ett rull- ningslager 51 i växellâdshöljet 52. Kopplingens mittskiva 60 är påskjutenrdrivtappen 50. Den yttre sidoskivan 70 är här utformad som hel skiva, dvs. den har ingen central genomgående öppning och behöver ej medelst en tätning an- ligga mot mittskivan 60. I övrigt är sidoskivan"70 utförd på samma sätt som sidoskivan 20 i fig. 1 och 2. Den inre sidoskivan 71 skiljer sig från sidoskivan 21 i fig. 1 och 2 blott därigenom, att den ej anligger tätande mot mitt- skivan 60 utan mot växellådshöljets 52 lagerfläns 53 via en axeltätningsring 59.

Fig. 6 och 7 visar en i förhållande till kopplingen enligt fig. 1 - 3 förbättrad utföringsform av uppfinningen.

Här är mittskivan 110 utformad som en enda del, vilken medelst nitar 115 är fäst på navets lll fläns 112. Mitt- skivan 110 kan vara utförd av stålplåt eller lättmetall- gjutgods. Även här finns två sidoskivor 120, 121, som före- trädesvis kan framställas av lättmetallgjutgods och som är förbundna med varandra med hjälp av skruvar 126. På den ena sidoskivan 121 är utformad en anslutningsfläns 125. Fogen mellan sidoskivorna 120 och 121 är tätad med en tätnings- ring 109.

Liksom i fig. 1 - 3 uppvisar mittskivan 110 tvâ ring- formiga rader av fönster 117 och 118 med sex fönster i varje rad. Här är emellertid fönstren 117 i den inre ring- raden anordnade förskjutna en halv delning relativt fönsuen 118 i den yttre ringraden. Detta ökar mittskivans stabili- tet. Med fönstren 117 är samordnade fördjupningar 122 i sidæ skivorna 120 och 121, vilka fördjupningar, sett i axelrikt- ningen, uppvisar samma dimensioner som fönstren 117. De är sålunda ej synliga i fig. 7, eftersom kopplingen där visas 7909192-2 i det obelastade tillståndet. Även med fönstren 118 är _ samordnade fördjupningar 123 i sidoskivorna 120 och 121.

Dessa är större i omkretsriktningen än fönstren 118, såsom framgår i fig. 7.

I vartdera av fönstren 117 och 118 samt i fördjup- ningarna 122 och 123 är insatta två fjädertallrikar 131 och en skruvtryckfjäder 130 resp. l30'. De ytterst belägna fjäd- rarna l30' har större trâddiameter än de innerst belägna fjädrarna 130. Till skillnad från vad som är fallet i fig. 1 - 3 är fjädertallrikarna 131 bildade av stâlplåt, och dessutom är på de mot varandra vända sidorna hos tvâ till en fjäder hörande fjädertallrikar fästa skivor 170 resp. l70', som för styrning av fjädern 130 resp. 130' inskjuter i denna.

I det obelastade tillståndet för kopplingen (fig. 7) anligger de inre fjädrarnas 130 fjädertallrikar 131 såväl mot mittskivan 110 som mot sidoskivorna 120 och 121. De yttre fjädrarnas 130' fjädertallrikar 131 anligger däremot till en början blott mot mittskivan 110. När kopplingen överför vridmoment, varvid de båda kopplingshälfterna vrides relativt varandra, komprimeras först endast de inre fjädrarna 130, medan de yttre fjädrarna 130' komprimeras först efter överskridande av en bestämd vridvinkel. , Vid mittskivans 110 ytterperiferi är även här an- ordnade anslagsytor 15k, som vid uppnående av den maximala vridvinkeln stöter mot klackar 134 på sidoskivan 120. Där- är för dämpning av torsionssvängningar utformade förträng- ningskamrar 136, såsom redan ovan beskrivits i samband med fig. l - L. Formen på anslagsytorna 15A och klackarna l3h avviker i ringa grad från vad som visas i fig. 3 och h, genom att kanterna är försedda med större övergàngsradier för att underlätta tillverkningen.

En i sidoskivan 121 anordnad och till fyllning av kopplingen med vätska, t.ex. olja, tjänande öppning är tillsluten medelst en skruv 180.

Det hänvisas särskilt till de nya tätningsanordningar- na 129, som är anordnade mellan sidoskivorna 120, 121 och 7909192-2 'navets lll fläns 112. Vardera av dessa tätningsanordningar är uppbyggda på följande sätt: I flänsen 112 är på minsta möjliga avstånd från navet lll anordnat ett ringspâr, i vil- ket en'som 0-ring utformad tätningsring 101 är insatt. En ytterligare 0-ring 102, vars ringdiameter emellertid är stör- re än 0-ringens l0l diameter, är på insidan av sidoskivan 120 resp. 121 likaså insatt i ett ringspâr. Mellan de båda 0-ringarna 101 och 102 är inspänd en mellanring IOL, vilken är utformad som en tunnväggig skiva. Mellanringen lOL är inom vissa gränser fritt rörlig i radiell riktning, så att den anligger väsentligen enbart mot 0-ringarna 101 och 102.

Under inverkan av anliggningskrafterna tillplattas å ena sidan 0-ringarna på vanligt sätt (sett i tvärsnitt); å andra sidan deformeras emellertid även skivan 104 något. Sålunda - har exempelvis i fig. 6 antagits, att skivan 10k i spännings- fritt tillstånd har formen av en tallriksfjäder och vid kopp- lingens sammansättning antar en åtminstone tillnärmelsevis plan form. Skivan 104 kan emellertid också vara plan i spän- ningsfritt tillstånd och vid kopplingens sammanbyggnad antaga formen av en tallriksfjäder. I vartdera fallet är det fördel- aktigt att så avpassa skivans l0ü tjocklek, att den är elastiskt deformerbar under inverkan av anliggningskrafterna.

Ju större den vid skivans l0h inspänning uppstående deforma- tionen är, desto större axiella rörelser av sidoskivorna 120, 121 relativt mittskivan ll0 och desto större vinkelav- vikelser mellan dessa komponenter kan tillåtas. I stället för 0-ringarna l0l och 102 kan användas exempelvis s.k. fyrkantringar eller läpptätningsringar och ibland även o- elastiska ringar, såsom tätningsringar av kol.

Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna och på ritningen visade utföringsformer, utan utförandet av densamma kan varieras på mångahanda sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. Exempelvis kan utformningen av mittskivan och/eller sidoskívorna, som helt eller delvis kan vara framställda, exempelvis genom ett gjutningsförfaran- de, av en slitstark plast, modifieras på ytterligare, ej visade sätt. Exempelvis kan mittskivan i de fönsterfria om- râdena av dess ändytor uppvisa ribbor eller liknande, vilka 7909192-2 sträcker sig åtminstone tillnärmelsevis radiellt och mitt- för vilka är anordnade motsvarande ribbor på sidoskivornas insida. Vidare kan såsom elastiska kopplingselement använ- das metalldukskuddar eller liknande i stället för de visade skruvfjädrarna.

Claims (10)

7909192-2 10 PATENTKRAV

1. l. Elastisk koppling av skivtyp, vid vilken den ena kopplingshälften bildas av en mellanliggande, med ett nav k samordnad skiva (mittskiva 10; 60) och den andra kopplings- hälften bildas av tvâ vridstyvt med varandra förbundna, på var sin sida av mittskivan anordnade och denna vid ytterperi- ferin omslutande sidoskivor (20, 21; 70, 71), som är i be- gränsad utsträckning vridbara relativt mittskivan, varvid mittskivan uppvisar ett flertal i omkretsriktningen fördela- de öppningar (fönster 17, 18) för mottagning av elastiska kopplingselement, som ingriper i motsvarande urtag i sido- skivorna, varjämte a) sidoskivorna tillsammans med navet bildar ett mittskivan upptagande, väsentligen vätsketätt innerutrymme, som kan fyllas med en vätska, och b) det förefinnes minst en, av de båda kopplings- hälfterna bildad, vid vridning av kopplingshälfterna rela- tivt varandra med avseende på volymen föränderlig, med nämnda vätska fyllbar och en strypöppning uppvisande för- trängningskammare, k ä n n e t e c k n a d därav c) att i det radiellt yttre omrâdet av innerutrym- met (9) är, för bildning av ett fast anslag, på den ena kopplingshälften anordnad minst en klack (BA), som vid maximal vridvinkel samverkar med en på den andra kopplings- hälften anordnad anslagsyta (Sh), varvid väsentligen yt- 'beröring sker, och d) att mittskivans (lO; 60) tjocklek åtminstone i om- râdet för det fasta anslaget är väsentligen lika med inner- utrymmets (9) bredd, så att åtminstone en av nämnda för- trängningskamrar (36) bildas med användning av klacken (34) och anslagsytan (Sh).

2. Koppling enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att strypöppningen bildas av en i området för klac- .ken (Bh) mellan mittskivan (10, 60) och sidoskivorna (20, 21; 70, 71) anordnad spalt (35; #5).

3. Koppling enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d 7909192-2 ll därav, att en av de strypspalten (A5) bildande ytorna av- viker så från en rotationsyta, att strypspaltens bredd kontinuerligt eller stegvis förändras med ökande vridvinkel.

4. A. Koppling enligt något av krav l - 3, k ä n n e- t e c k n a d därav, att med klacken (BL) är samordnad en anslagsyta (Sh) i vardera av vridriktníngarna, så att det bildas tvâ via strypöppningen (A5) med varandra förbundna förträngningskamrar (36).

5. Koppling enligt något av krav l - 4, vars elastiska kopplingselement via fjädertallrikar stödes mot mittskivan och mot sidoskivorna, k ä n n e t e c k n a d därav, att mittskivans (l0; 60) tjocklek i området för de elastiska kopplingselementen (30, 32) är tillnärmelsevis lika med bredden av det av sidoskivorna (20, 21; 70, 71) bildade innerutrymmet (9) och att fjädertallrikarna (31) är så inpassade i fönstren (17, 18) och fördjupningarna (22, 23), att det av dessa och fjädertallrikarna bildas ytterligare förträngningskamrar med strypöppningar.

6. Koppling enligt något av krav 1 - 5, k ä n n e- t e c k n a d därav, att mittskivan (10) är sammansatt av en på navet (ll) utformad fläns (12) och av ett flertal in- bördes lika skivsektorer (l3; #3), som är förbundna med varandra och med flänsen (12) medelst en eller två metall-' skivor (14).

7. Koppling enligt något av krav l - 6, k ä n n e- t e c k n a d därav, att endast en (71) av de båda sido- skivorna uppvisar en central genomgående öppning för en axel, medan den andra sidoskivan (70) är utformad som hel skiva.

8. Koppling enligt krav 7, anordnad att skjutas på en axeltapp (50), som utskjuter ur ett maskinhölje, exempel- vis ett växellådshölje (52), k ä n n e t e c k n a d där- av, att den sidoskiva (71), som uppvisar den centrala genom- gående öppningen, anligger via en tätning (59) mot maskin- höljet (52, 93). 7909192-2 1 12 .~ - "kv"

9. Koppling enligt något av krav l - 8, som i om- rådet för navet uppvisar en tätningsanordning mellan mitt- skivan och åtminstone en av sidoskívorna, k ä n n e - t e c R n a d därav, Q a) att tätningsanordningen (129) uppvisar en i mitt- skivan insatt tätningsring (161) och en i sidoskivan insatt tätningsring (102), b) att de båda tätningsringarna (101, 102) har olika ringdiameter oeh c) att mellan tätningsringarna (101, 102) är inspänd en fritt rörlig och elastiskt deformerbar mellanring (l0h).

10. Koppling enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att mellanringen (104) är utformad som en tunnväggig fjädrande skiva. _