Studienarbeit   

Schaltbare  Kupplungen  

Inhaltsverzeichnis   

1.  Einteilung der Kupplungen nach VDI 2240  3

2  Systemanalyse Auswahlkriterien  4

3.  Konstruktive Hinweise  6

3.1  Lamellenkupplung  6

3.2  Doppelkegelkupplung  8

3.3  Reibringkupplung  9

3.4  Vereinfachte Variation von Kupplungsgrößen  10

4.  Auslegungsgrundlagen  12

4.1  Schaltzeit mit Momentensprung  12

4.2  Schaltzeit mit Anstiegszeit  13

4.3  Schaltzeit mit veränderlichem Lastmoment  17

4.3.1  Fall I lineare Änderung des Lastmomentes  17

4.3.2  Fall II quadratische Änderung des Lastmomentes  22

4.4  Schaltarbeit mit Momentensprung  25

4.5  Schaltarbeit mit veränderlichem Lastmoment  26

4.5.1  mit linear verlaufendem Lastmoment  26

4.5.2  mit quadratisch verlaufendem Lastmoment  28

4.6  Synchronisierung im Zweimassensystem  30

4.6.1  mit konstantem Lastmoment  30

4.6.2  mit linear verlaufendem Lastmoment  32

4.6.3  mit quadratisch verlaufendem Lastmoment  33

Literaturverzeichnis   34

Studienarbeit

Schaltbare Kupplungen

2 Systemanalyse + Auswahlkriterien

Systemanalyse:

Warum müssen Anforderungen an eine Kupplung definiert werden?

• zeitliche Abläufe müssen mit Vorgaben übereinstimmen

• um Schäden zu vermeiden

• Energieform für das Schalten

• Ist eine Medienversorgung vorhanden?

• Umgebungsparameter : Ölraum , Trockenraum , Temperaturen , Luftfeuch-te , Staub

• sicherheitstechnische Aspekte (Normenwerke)

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Schaltbare Kupplungen

Auswahlkriterien:

Durch die Systemanalyse und der Einteilung der Kupplungen lässt sich die Art

der notwendigen Kupplung bestimmen.

Zusammenfassung:

• Wie soll die Drehmomentenschaltung sein? - hart - weich

• Welche Fremd-Schaltenergie steht zur Verfügung?

• Welche Schaltzeiten sollen realisiert werden?

- elektromagnetisch - hydraulisch - mechanisch - form-/ reibschlüssig

• Wie hoch soll die Lebensdauer sein?

- Nachstellung Verschleißteile - Nass- oder Trockenlauf

• Was ist beim Einbau zu beachten?

- Einbaumaße z.B. Einflächen-, Zweiflächen- oder Mehrscheibenkupplung

5

Studienarbeit

Schaltbare Kupplungen

3. Konstruktive Hinweise

Schwerpunkt: Fremdbetätigte - Reibschlüssige Kupplung

3.1 Lamellenkupplung

Um ein Drehmoment übertragen zu können müssen die Lamellen ein Mitnehmer-profil aufweisen.

Verschiedene Ausführungen sind im Bild 01 dargestellt.

Einhalten der Toleranzen, damit die Reibscheiben während des Schaltvorganges

in dem Mitnehmerprofil gleiten können. Es muss eine Leichtgängigkeit erreicht

werden, damit bei der Auslegung der Anpresskraft die Reibung der Lamelle in der

Führung vernachlässigt werden kann.

Abmessungen der Trägerscheiben und des Reibbeleges nach Bild 02 sind den

Tabellen 01/2 und den Diagrammen 01 zu entnehmen. Diese Richtwerte sind auf-

grund von wärmetechnischen Betrachtungen aufgestellt worden.

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Tabelle 01 (Durchmesserverhältnisse; Tabelle 02 (Dicke der Trägerscheibe s;

Quelle: Schaltbare Reibkupplungen) Quelle: Schaltbare Reibkupplungen)

Diagramm 01 (Dicke des Reibbelages abhängig vom Außendurchmesser a) organischer

Studienarbeit

Schaltbare Kupplungen

Beachten der Ebenheits- und Parallelitätstoleranz nach DIN 7184 für Sinterbeläge

nach Tabelle 03. Bei Nichteinhaltung kommt es zu einem erhöhten Leerlaufmo-

ment und die Einlaufphase wird verlängert.

Tabelle 03 ( Toleranz von Sinterlamellen ; Quelle: Schaltbare Reibkupplungen )

3.2 Doppelkegelkupplung

Die Geometrie der in Bild 03 dargestellten Doppelkegelkupplung ergibt sich aus

folgenden Verhältnissen:

1 ≈ ⋅ = d 2 d d Nabendurchmesser b d

^{r r r N N} 4

b = s

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Schaltbare Kupplungen

3.3 Reibringkupplung

Geometrie der in Bild 04 dargestellten Reibringkupplung ergibt sich aus folgenden

Verhältnissen:

= ⋅ d 2 d

r N