A tengelykapcsoló
fajtái
Osztályozás A tengelykapcsolókat többféle szempont szerint lehet osztályozni. Az erőátvitel módja szerint:
A mechanikus erőátvitelű tengelykapcsolók tovább csoportosíthatók: • funkció szerint
Követelmények A mechanikus tengelykapcsolónak az
alábbi követelményeket kell kielégítenie:
Ezeken kívül természetesen a tengelykapcsolónak
is meg kell felelnie azoknak az általános követelményeknek, melyeket a
gépjármű minden szerkezeti egysége elé állítunk:
A főtengelykapcsolók elvi felépítése nagy változatosságot mutat. Dobfelületű mechanikus tengelykapcsolót főtengelykapcsolóként nem alkalmaztak, a kúpos tengelykapcsoló viszont meglehetősen elterjedt volt a század elején. A súrlódó felületpárt központi rugó nyomja össze (a rajzon golyóscsapágyon keresztül). A tengelykapcsoló kétkarú emelő segítségével oldható, ami talpcsapágyon (a rajzon szintén golyóscsapágyon) keresztül viszi át a (kiemelő) erőt. A nagyobb súrlódás érdekében a kúppalástra súrlódó betétet (pl. bőrt) erősítettek. Az átvihető nyomaték függ
A motorteljesítmény növekedésével a kúpos tengelykapcsolót kiszorította a tárcsás tengelykapcsoló.
A rugóerő növelésének természetesen itt is vannak korlátjai: a kiemeléshez szükséges pedálerő általában nem lehet több kb. 150 N-nál, a pedálút 100...150 mm-nél. A rugóerőt kétkarú emelők továbbítják a nyomólaphoz, a kiemelés itt is talpcsapágy (a rajzon golyóscsapágy) segítségével valósítható meg. A központi rugó helyett gyakran több kis rugót építenek be, a kerület mentén egyenletesen elosztva.
A tányérrugó működését egy < video és három vázlat mutatja. Az elsőn a tányérrugó szabadon van,
mert a nyomólap nincs beépítve. A másodikon a nyomólap már a helyén van,
a tányérrugó elő van feszítve, kúpossága csökkent, a tengelykapcsoló zárt
állapotban van. A harmadikon kiemelt helyzet látható, a tányérrugó itt
lapos.
A tekercsrugós tengelykapcsolóban – ha a pedált visszahúzó kis rugó erejétől eltekintünk – az FP pedálerő megjelenésével egyidejűleg csökken az FN nyomóerő, de elmozdulás addig nincs, míg a pedálerő - a pedál áttételét is figyelembe véve - teljesen át nem veszi a nyomórugók által kifejtett erőt.
Tányérrugós tengelykapcsolóban a pedálerő megjelenésével egyidejűleg kezdődik meg a pedálmozgás is. A pedálerő csak kis mértékben nő, egy idő múlva az erőszükséglet nem nő tovább, sőt csökken! A nyomólap természetesen itt is csak akkor mozdul meg (válik el a surlódótárcsától), amikor az FN erő nullára csökken. Mint köztudott, a súrlóró betét kopik. Ebből a szempontból is különbség van a kétféle rugó viselkedésében. Tekercsrugó esetében a tárcsa vékonyodása következtében a szorító erő csökken. Könyebben lehet kiemelni, de könyebben csúszik meg nagy terheléskor.
(Készítenek olyan tányérrugót is, igaz, nem tengelykapcsolókhoz, amelyiken a hosszú bevágások majdnem a peremig húzódnak. Ilyen tányérrugót nyomva nemhogy csökken az erőszükséglet, hanem bizonyos kiegyenesítés után a tányér "átpattan": negatív ( visszatartó) erőt kell kifejteni, ha nem akarjuk, hogy tovább mozogjon!) A tányérrugót is természetesen előfeszítve kell a tengelykapcsolóba beépíteni. A lenti első ábrán ezt úgy úgy modellezzük, hogy 10 mm-nyit összenyomjuk a koronggal a rugót, majd balról egy gy alkatrészt toltunk be, amit ott rögzítünk. Ezután a korongot elengedjük (nem fejtünk ki rá erőt), a rugó természetesen befeszítve marad. Az Fo = 3 kN erő az ny nyomólap és a gy alkatrész között feszül. Ha a korongra csak F = Fo = 3 kN erőt fejtünk ki (második ábra), akkor a gy alkatrész tehermentesül (már nincs erő, bár még hozzáér a rugó), de mozgás még nincs. Viszont semmi akadálya annak, hogy a korongot majd tovább mozgassuk, amihez fokozatosan csökkenő (!) erőre lesz majd szükség (figyeld a karakterisztikát). A tengelykapcsolóba beépített tányérrugónak azonban még egy felütközési lehetősége van: egy kinyúló cs csap, amihez a második ábrán még éppen csak hozzáér a tányérrugó, de erőt még nem fejt ki rá.
A fölső ábrasor utolsó (negyedik) tagja mutatja a "kopást": a "nyomólap" jobbra eltolódik a távolsággal, a korong b távol-sággal (ellenkező irányban). A diagramról leolvasható, hogy ez a b távolság kb. 0,5 kN-nal megnövelte az előfeszítés mértékét, ennyivel nehezebb lett a tengelykapcsoló oldása (tekercsrugó esetén könnyebb lett!).
A gyűrű (7) különlegessége az, hogy a házból kis mértékig ki tudna bújni, közeledni tudna a nyomólaphoz (2), ha nem lenne előtte a 6 tányérrugó. A támaszgyűrű ház felőli oldalán egy ferde felületű bütyök van kiképezve (lásd felülnézetben az A - A metszetet), amihez egy kis rugó (9) egy ugyancsak ferde felületű "éket" (8) szorít. A támaszrugó (5) különlegessége az, hogy némileg hasonlít egy tányérrugóhoz: meggörbített végű nyelvek nyúlnak befelé a tengely irányába azokon a helyeken, ahová a nyomólap feszítő gerincén e célból bemarásokat készítettek. A meggörbített rugóvégek nagy erővel szorítják a tányérrugót a 7 gyűrűhöz. A támaszrugó ereje úgy van méretezve, hogy a rugóvégek feszítő ereje pont akkora legyen, mint a tányérrugó előfeszítettsége azon a helyen - nem kopott súrlódóbetétek esetén! Ez azt jelenti, hogy a tengelykapcsoló oldásakor a rugóvégek nem mozdulnak, merev támaszként viselkednek ugyanúgy, mint eredetileg a konzolok. Az alsó kép első ábráján látható a nem kopott súrlódóbetétekhez tartozó állás. Tegyük fel, hogy a súrlódóbetét erősen elkopott anélkül, hogy a tengelykapcsolót egyszer is oldottuk volna (második ábra): a tányérrugó kissé "kirugózott", azaz kúpossága megnőtt, amivel együtt jár a előfeszített erő megnagyobbodása. (Egyidejűleg a k kinyomó tárcsa - és a pedál - kijjebb került.) A lényeg azonban éppen abban van, hogy ott nem lesz hézag! A kis rugócska (9) ugyanis előre tolja az éket, ami viszont az ékhatás eredményeképpen a házból kitolja a gyűrűt, amint az a negyedik ábrán látható. Ez azt jelenti, hogy a tányérrugó mindkét oldalról megint ugyanúgy lesz megtámasztva, mint eredetileg volt. A pedál felengedésekor a tányérrugó nem tud tágulni, az előfeszítettsége (kúpossága) ugyanakkora lesz, mint új korában volt, tehát a legközelebbi kiemeléskor megint az eredeti nagyságú (kis) erőre lesz szükség. A valóságban természetesen ez az automatikus
utánállítás nem ilyen durva lépésben történik, hanem nagyon finoman, század,
illetve ezredmilliméterenként.
Előfordul, hogy a tengelykapcsolóban két súrlódótárcsa van. Ennek két oka lehetséges:
b) Alternatív kapcsolásra alkalmazzák. Itt a tengelykapcsolóból két tengely jön ki, egy tömör és egy csőtengely. Mindkettőn egy-egy surlódótárcsa van. A közöttük lévő nyomólap vagy az egyiket, vagy a másikat szorítja össze, s ennek megfelelően vagy az egyik, vagy a másik tengelyre viszi át a motor nyomatékát, attól függően, hogy a rugó melyik oldalról támadja a kiemelő kar belső végét.
A konstruktőröket mindig is izgatta, hogy adva van egy forgás, amivel együtt jár a centrufugális erő. Vajon lehet-e ezt az erőt a surlódótárcsa összeszorítására használni?
De vannak olyan centrifugális tengelykapcsolók, melyben az összeszorítást teljesen a centrifugális erőre bízzák.
Ez a fajta tengelykapcsoló induláskor ideálisan viselkedik: a gázpedálra lépve meghatározott motorfordulaton kezd zárni, és simán elindítja a járművet. Sajnos, ezekkel nem lehet sebességet váltani, a nagy szorító erő miatt nem is próbálkoztak kiemelő karokkal. Bizonyos esetekben azonban ma is sikerrel alkalmazhatók. Vannak olyan "járművek" (mopedek, fűnyírók, kis teljesítményű gokartok stb.), melyek nem igényelnek sebességváltást. Viszont néhány évtizeddel ezelőtt divatban voltak az olyan tisztán centrifugális tengelykapcsoló-konstrukciók, melyeknek az oldása nem okozott gondot. Ma már ritkán alkalmazzák ezeket, de aki meg szeretne ismerkedni velük, lapozzon oda, vagy elemezze működésüket ( 1. analizis, 2. analizis). Ugyanitt megismerkedhetnek egy másik, szintén egykor divatos tengelykapcsolóval, amely mágnespor és elektromos áram segítségével működött. ...és egy kis lazítás!
|