1、DK 62-578.22:621.825.5462-592.117(083.132) VDI-RICHTLINIEN Juni 1982VEREINDEUTSCHERINGENIEURESchaltbare fremdbettigteReibkupplungen und -bremsenBegriffe, Bauarten, Kennwerte, BerechnungenVDI 2241Blatt 1Friction clutches and brakesVocabulary, types, characteristic data,caiculationsInhalt SeiteVorbeme
2、rkung 21 Zweck und Anwendungsbereich 22 Begriffe 22.1 Kupplungsbau formen und -arten 22.2 Wesentliche Kupplungsbestandteile (auer Kraftfahrzeug-Hauptkupplungen) 92.3 Kupplungsbestandteile der Kraftfahrzeug-Hauptkupplungen 102.4 Betriebsarten und Wartung 112.5 Mechanische Begriffe bei Kupplungen und
3、Bremsen 122.6 Begriffe zur thermischen Auslegung 143 Berechnungsgrundlagen 143.1 Drehmomente und Zeiten 143 .2 Thermische Belastung 153.3 Grenauswahl 153.4 Auswahlhilfen 164 Verzeichnis einzelner Begriffe mit franzsischer und englischer bersetzung. 19Schrifttum 22Begriffe, Formelzeichen, Einheiten U
4、mschlagklappeVDI-Gesellschaft Konstruktion und EntwicklungFachbereich KonstruktionAusschu WellenkupplungenVDI-Handbuch KonstruktionPreisgr. 12B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-2- VDI2241 Blatt 1Vo
5、rbemerkungDie Richtlinie ist das Ergebnis einer Gemeinschaftsarbeitdes Ausschusses Wellenkupplungen“ des FachbereichesKonstruktion der VDI-Gesellschaft Konstruktion undEntwicklung.Ausgehend von der Richtlinie VDI 2240 Wellenkupplungen - Systematische Einteilung nach ihren Eigenschaften“ werden hier
6、die schaltbaren fremdbettigtenReibkupplungen und -bremsen behandelt.Sie entsprechen im Stammbau der Richtlinie VDI 2240der Kennzahl 2323.Der Entwurf der Richtlinie wurde unter der Leitung desObmannes, Herrn Obering. H. Straub, von ehrenamtlichttigen Mitarbeitern des Ausschusses Wellenkupplungen“des
7、Fachbereiches Konstruktion der VDI-GesellschaftKonstruktion und Entwicklung erstellt und im Juli 1976als Grndruck herausgegeben.Auch der ehrenamtlich ttige Mitarbeiterkreis, der aufGrund eingegangener Zuschriften und zwischenzeitlichabgeschlossener Untersuchungen die Richtlinie zumWeidruck berarbeit
8、ete, setzt sich aus erfahrenen Fachkrften aus Industrie, Wissenschaft und Lehre zusammen.Dem Ausschu, der zunchst von Herrn Professor Dr.-Ing.K. Federn, Technische Universitt Berlin und spter vonHerrn Dr.-Ing. J. Duminy, Crailsheim, geleitet wurde,gehren an:Ing. %x2idi.) E, Bausch, VillingenObering.
9、 DiplAng. H. Harmuth, SchweinfurtIng. (grad.) W. Krte, UnnaIng. (grad.) K. W, Mombre , WermelskirchenDipl.-Ing. W, Schnenberg, ArnsbergObering. Winkelmann, FriedrichshafenIng. (grad.). Wstenberg, Frankfurtvon der VDI-Geschftsstelle:Dipl.-Ing. Th. Pflug, DsseldorfDie Arbeiten wurden durch die Fachgem
10、einschaft Antriebstechnik im VDMA in dankenswerterweise untersttzt.VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE1 Zweck und AnwendungsbereichBlatt 1 dieser Richtlinie soll die Benennung der Bauarten und Einzelteile schaltbarer fremdbettigter Reibkupplungen sowie die Kennwerte und Formelzeichenvereinheitlichen und dad
11、urch helfen, die Verstndigungsowohl zwischen Herstellern und Verbrauchern als auchin Forschung und Lehre auf nationaler und internationaler Ebene zu verbessern.Auerdem soll Blatt 1 auf dem Gebiet der Berechnungvon Reibkupplungen und -bremsen ber den Stand derTechnik informieren.Die Richtlinie gilt f
12、r schaltbare fremdbettigte Wellenkupplungen, die einen Antrieb und einen Abtrieb kraftschlssig durch mechanische Reibung verbinden, und frfremdbettigte Bremsen.Nicht behandelt werden wegen ihrer besonderen konstruktiven Ausbildung:Magnetpulverkupplungen ,Federbandkupplungen,Backenbremsen,Scheibenbre
13、msen,Bandbremsen.2 BegriffeSchaltbare fremdbettigte Reibkupplung:Ein Maschinenelement zum Verknpfen und Trennen einesEnergieflusses in Form einer Drehmomentbertragung voneiner Antriebswelle zu einer Abtriebswelle durch Erzeugung eines Kraftschlusses mit Hilfe gesteuerter Fremdenergie. Der Kraftschlu
14、 beruht dabei auf mechanischemReibschlu.Die Reibbremse ist eine Reibkupplung mit der besonderenAufgabe, die Geschwindigkeit einer bewegten Masse zuverringern, deren Bewegung zu verhindern oder ein Lastmoment zu erzeugen. Alles in dieser Richtlinie ber dieKupplung Ausgefhrte gilt sinngem auch fr die
15、Bremse,sofern sie nicht gesondert behandelt wird.Es wird begrifflich zwischen Schalten, Bettigen undSteuern unterschieden.Schalten: Verknpfen oder Trennen der DrehmomentbertragungBettigen: Erzeugen oder Aufheben einer AnprekraftSteuern: Auslsen der Bettigung2.1 Kupplungsbauformen und -arten2.1.1 Gli
16、ederung nach FunktionsumfangEinfachkupplung (Bild 1 bis 5 und 9 bis 27): Kupplungmit einem einzigen System zum Verknpfen oder Trennen.Eine Einfachkupplung kann mehrere Aufgaben haben. AlsKraftfahrzeugHauptkupplung ermglicht sie z.B. dasAnfahren aus dem Stand und einen Wechsel der Getriebebersetzung
17、whrend der Fahrt.Zweifachkupplung (Bild 6 und 7): Kupplung mit zwei zueiner konstruktiven Einheit verbundenen Systemen.Die Kupplungssysteme knnen dabei gekoppelt oder unabhngig voneinander bettigt werden. Oft bildet z.B. dieKupplung zwischen dem Fahrzeugmotor und der Zapfwelle (Nebenantrieb) eine Ei
18、nheit mit der Fahrkupplung ;kommt eine Wendekupplung noch hinzu, so ergibt sicheine Dreifachkupplung.Kupplungs-Brems-Kombination (Bild 8): Kupplung undBremse zu einer konstruktiven Einheit verbunden.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST Beut
19、hStandardsCollection - Stand 2016-11VDI 2241 Blatt 1 -3-Schwungrad Kupplungsscheibe Druckplattefellerfeder mit Radialschlitzen(Membranfeder)Ausrckerflaches SchwungradDruckplattengehuseAnpreplatteDrahtsttzringeTorsionsdmpferFerzunge der MembranfederAusrckerstarre Kupplungsscheibetangentiale Blattfede
20、rals Fhrungsund Rckholfederfr die AnpreplatteBild 3. Membranfederkupplung fr flaches SchwungradBild 1. Funktionsschema einer Kraftfahrzeug-HauptkupplungTellerfeder mit Radialschlitzen(Membranfeder)TopfschwungradDruckplattengehuseAnpreplatteDrahtsttzringe TorsionsdmpferFederzungen der MembranfederJal
21、s AusrckhebelAusrckerradiale Blattfeder als Fhrungsund Rckholfeder fr die AnpreplatteBild 2. Membranfederkupplung fr Topf SchwungradB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI 2241 Blatt 1Motorschwungrad
22、 KhlrippenAnpreplatteMembranfeder FederzungeDrahtsttzringSttzring am Gehuseals KippkreisDruckplattengehuseBild 4. Membranfederkupplung mit Gugehuse fr Nutzfahrzeuge (fr hohe thermische Beanspruchung)SchwungradGrundplatteSchraubenfederfzaflflflflifliia.getriebeseitigeAnpreplattemotorseitigeAnpreplatt
23、eKupplungsscheibefr HohlweileAusrck -mechanismusKupplungsscheibefr VollwelleEinsteilvorrichtungBild 6. Zweifach kupplung (Fahr- und Zapfwellen-Kupplung)abhngig bettigt (mit Schraubenfedern)Abdrckeinrichtung fr ZwischenscheibeZwischenscheibeAnpreplatteDruckplattengehuseAusrckhebel mitNadel- oder Glei
24、tlagerungAusrckringHauptfederBild 5. Zweischeiben-KupplungB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI 2241 Blatt 1 -5-Ausrckhebel 1Ausrckhebel 2 AnpreplattenMotorschwu ngradBil 7. Zweifachkupplung, unabh
25、ngig bettigt (nnit Tellerfeder)2.1.2 Gliederung nach SchaltprinzipSchlieende Kupplung): Der Reibschlu wird beimAufbringen der Bettigungskraft hergestellt.ffnende Kupplung): Der Reibschlu wird beim Aufbringen der Bettigungskraft aufgehoben.Kupplungsscheibemit ReibbelgenDruckplattederKupplungBremssche
26、ibemit Reibbelgens ! iKolbenDruckplatteder Bremsemit ZylinderDruckfederc der BremseBild 8. Drucknnittel bettigte Einscheiben-Kupplung mit federbelasteter Einscheiben-Bremse (Kuppiungs-Brenns-Kombination)AuennnitnehnnerAuenlamelleDruckplatteInnenlamelleInnenmitnehmerDruckmittelzufhrungZylinderDichtun
27、gselementKolbenDruckfederBild 9. Druckmittel gelftete Federdruck-Lamellenbremse2.1.3 Gliederung nach der BettigungsartMechanisch bettigte Kupplung (Bild 11 bis 14):Die fr Reibschlu erforderliche Anprekraft wird durchmechanische Bettigungselemente auf die Anpreplatteaufgebracht oder aufgehoben. Die B
28、ettigungskraft wirdvon auen meist ber Hebel, Schaltmuffe, Schaltrmg,Schaltgabel und Gleitstein eingeleitet.In der Kraftfahrzeug-Hauptkupplung (Bild 1 bis 7) wirddie zur bertragung des Drehmomentes erforderlicheAnprekraft durch Schraubenfedern oder Tellerfedernaufgebracht.Druckmittel bettigte Kupplun
29、g (Bild 8, 9, 15 bis 19):Die Anprekraft fr den Reibschlu wird durch druckmittelbeaufschlagte Kolben aufgebracht oder aufgehoben.1 ) bei Elektromagnetkupplungen arbeitsstrombettigt2) bei Elektromagnetkupplungen ruhe strombettigtFhrungsbolzen fr AuenlamellenAuenlamelleInnenlamellenachstellbare,Druckpl
30、atteAnschluklemmeAnkerscheibe alsAnpreplatteMagnetkrperErregerwicklungDruckfederBild 10. E omagnetisch gelftete Federdruck-LamellenbremseB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11- 6 - VDI 2241 Blatt 1Auen
31、mitnehmerAnpreplatteHebelbolzen !Auenlamelle InnenlamellenachstellbareDruckplatteSchaltmuffeHebelInnenmitnehmerBild 1 1. Mechanisch bettigte LamellenkupplungAuenmitnehmerAuenscheibemit ReibbelagDruckplatteStellmutterSchaltmuffeHebelAnpreplatte -KegelreibringZylinderKolben _ReibbelagAuenteilmit Konen
32、StahlmembraiBild 15. Druckmittel bettigte Doppelkegel-Kupplung(Doppel konus-Kupplung)Bild 12. Mechanisch bettigte Einscheiben-KupplungAntrieb AbtriebAuenteil/ Hebel Keilreibring, geteiltBild 13. Einfachkegel-KupplungeingeschaltetausgeschaltetSchaltring Druckring Lager als SchaltmuffeInnenmitnehmerBi
33、ld 14. Mechanisch bettigte Doppelkegel-Kupplung (Doppelkonus-Kupplung)AuenmitnehmerAuenscheibeDruckplatteBild 16. Druckmittel bettigte (ffnende) Einscheiben-KupplungB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-
34、11VDI 2241 Blatt 1 - 7 -DruckplatteAuenmitneje AuenscheibeInnenscheibeAnpreplatteRckholfederDrucknnittelAbtriebDrehnnonnentsttzeBild 17. Drucknnittel bettigte (schlieende) ZweischeibenKupplung mit nicht umlaufendem Schaltteil und auenliegenderDruckmittelzufhrungAuenmitnehmerAuenlamelleInnenlamelleDr
35、uckplatteRckholfederInnenmitnehmerZylinderDichtungselementDichtungselementBild 19. Druckmittel bettigte LamellenkupplungAuenmitnehmerAuenscheibe Druckmittel. DruckplatteAnpreplatteDruckfederInnenmitnehmerAbtriebDrehmomentsttzeBild 18. Druckmittel bettigte (ffnende) Einscheiben-Kupplungmit nicht umla
36、ufendem Schaltteil und auenliegender DruckmittelzufhrungElektromagnetisch bettigte Kupplung (Elektromagnetkupplung): Die Anprekraft fr den Reibschlu wirddurch ein elektromagnetisches Feld, das durch eine vomelektrischen Strom durchflossene Erregerwicklung aufgebaut wird, aufgebracht oder aufgehoben.
37、 Es sind zweiBauprinzipien zu unterscheiden:Elektromagnetkupplung mit magnetisch durchflutetemKraftbertragungsteil (Bild 20, 21, 24 bis 27): Dasmagnetische Feld durchflutet eine einzelne Reibflche(Emflchen-Kupplung) oder mehrere Lamellen(Lamellenkupplung) aus ferromagnetischem Material, msbesondere
38、Stahl;Elektromagnetkupplung mit nicht magnetisch durchflutetem Kraftbertragungsteil (Bild 22 und 23):Durch die Magnetkraft wird eine Ankerscheibe angezogen, welche die auf sie ausgebte Kraft an demmechanischen Kraftbertragungsteil absttzt unddadurch den Reibschlu bewirkt. Die Reibflche oderdie Lamel
39、len sind nicht durchflutet. Dabei kann dasLamellenpaket neben der Erregerwicklung (Bd 22)oder um diese (Bd 23) angeordnet sein. ZwischenAnkerscheibe und Magnetkrper verbleibt n eingeschalteten Zustand ein Luftspalt.Beide Ausfhrungen gibt es sowohl mit Schleifringen,entweder mit einem isolierten Schl
40、eifring, wobei der zweiteAnschlu ber den Magnetkrper mit der Masse derMaschine verbunden ist (Bd 20 und 23 a) oder mit zweiisolierten Schleifringen (Bd 22), als auch schleifringlos,d.h. mit feststehendem Magnetkrper (Bd 21, 23 b, 24,25,27).B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB6
41、5CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-8 - VDI 2241 Blatt 1Auenlamelle Innenlamelle MagnetkiperAuenmitnehmerals Anschluteil _(Nabengehuse)b)AnkerscheibeAuenmitnehmerInnenmitnehmerSchleifringIsolierringMagnetkrperErregerwicklungBild 20. Elektronnagnetisch bettig
42、te Lamellenkupplung mit Schleifring (Lamellen magnetisch durchflutet)Auenlamelle;DrehsicherungErregerwicklungAnkerscheiMagnetkrperLeitluftspalteInnenmitnehmer -Auenmitnehmer am Polkrper7DrehsicherungBild 21. Elektromagnetisch bettigte Lamellenkupplung, schleifringlos (Lamellen magnetisch durchflutet
43、)AuenmitnehmernachstellbareDruckplatteArbeitsluftspalt u.LftwegAnkerscheibeDruckbolzenErregerwicklungDruckbolzenRckholfederBild 22. Elektromagnetisch bettigte Lamellenkupplung mitSchleifring (Lamellen magnetisch nicht durchflutet, nebenMagnetspule angeordnet)Nachstellmutter als Anpreplatte -Auenmitn
44、ehmer-Lftweg AuenlamelleSchleifringInnenlamelleInnenmitnehmerErregerwicklungRckholfederAnkerscheibea) mit Schleifring b) schleifringlosBild 23. Elektromagnetisch bettigte Lamellenkupplung(Lamellen magnetisch nicht durchflutet, um Magnetspuleangeordnet)B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF83
45、68C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI 2241 Blatt 1 -9-2.1.4 Gliederung nach der ReibkrpergestaltungEinflchen-Kupplung (Bild 24 bis 27); Kupplung mit nureiner Reibflche. Die Reibflche ist die aus zwei sichberhrenden Flchen gebildete ebene Wirkflc
46、he.Einscheiben-Kupplung (Zweiflchen-Kupplung), (Bild 1bis 4, 12, 16, 18): Kupplung mit zwei Reibflchen.Zweischeiben-Kupplung (Bild 5 und 17): Kupplung mitvier Reibflchen.Mehrscheiben-Kupplung, Lamellenkupplung (Bild 9bis 1 1, 19 bis 23): Kupplung mit Drehmomentbertragung ber mehr als zwei Scheiben o
47、der ber eine Anzahlvon Lamellen, die wechselweise in den Auenmitnehmerund in den Innenmitnehmer eingreifen.Einfachkegel-Kupplung (Bild 13) undi Doppelkegel-Kupplung (Bild 14 und 15): Kupplung mit Drehmomentbertragung ber ein oder zwei Kegelflchen von den alsEinfach- oder Doppelkegelstumpf ausgebilde
48、ten Reibkrpern.LeitluftspalteMagnetkrperErregerwicklungAnkerscheibedrehstarreRckholfederPolkrperBild 24. Elektromagnetisch bettigte Einflchen-Kupplung,schleifringlos (einfach durchflutet)ErregerwicklungLeitluftspalte Polkrper LftwegMagnetkrper-, Reibbelag-AnkerscheibeBild 25. Schleifringlose Einflchen-Kupplung fr Wellenmontagemit Innenmitnehmer fr AnkerscheibeAnker- /T“Scheibe Reibbelag-ErregerwicklungMagnet -krperBild 26. Elektromagnetisch bettigte Einflchen-Bremse2.2 Wesentliche Kupplungsbestandteile (auer Kraftfahrzeug-Hauptkupplungen)Auenmit
