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Verfahren zur Kraftübertragung zwischen sich drehenden Maschinenteilen und
Kupplung zur Ausübung desselben.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftübertragung zwischen sich drehenden Maschinenteilen und eine Kupplung zur Ausübung des Verfahrens.
Die beschränkten Einbauverhältnisse bei rotierenden Federkupplungen zwischen rotierenden Maschinenteilen, besonders wenn es sich um in die Triebräder von Fahrzeugen eingebaute Kupplungen handelt, machen es wünschenswert, das Material der dabei angewandten Schraubenfedern möglichst gut auszunutzen. Nun ist folgendes z. B. bei der bekannten, in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung veranschau- lichten Kupplung festzustellen : vier Schraubenfedern e verbinden Maschinenteile t, M, welche auf den ineinander angeordneten Wellen x und y festsitzen ; sie sind in den Haltern z starr gefasst, welche ihrerseits an den Maschinenteilen t, u starr befestigt sind.
Wird jede Schraubenfeder e infolge der Drehung der Maschinenteile t, u der Zentrifugalkraft ausgesetzt, so hat ihre elastische Linie a und ihre Biegungmomentkurve b die in Fig. 3 veranschaulichten Formen, wenn man annimmt, dass die Zentrifugalkraft gleichmässig über die ganze Federlänge I wirkend ist. Wenn 0 die Zentrifugalkraft, I die Federlänge bedeuten, so tritt das Maximum des Biegungsmomentes an den Einspannstellen A, B auf und beträgt :
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anspruchung ist also an den Einspannstellen A, B doppelt so gross, wie in der Federmitte D.
Handelt es sich um Kupplungen, deren Achsen exzentrisch sind, so entsteht periodisch an den Einspannstellen bei jeder Umdrehung eine zusätzliche Beanspruchung, so dass das Verhältnis der gesamten Beanspruchung an den Einspannstellen A, B zu derjenigen in Federmitte D noch ungünstiger wird.
Gemäss dem Verfahren wird eine möglichst gute Ausnutzung des Materials der Schraubenfeder dadurch erzielt, dass diese Schraubenfedern bei ihrem Einbau eine Vorspannung quer zur Arbeitsachse der Federn erhalten.
Die Kupplung zur Ausübung des Verfahrens besitzt, wie andere bekannte Kupplungen, Schraubenfedern zur Kraftübertragung und Halter, in welch'letzteren die Schraubenfedern starr gefasst und welche ihrerseits an den Maschinenteilen starr befestigt sind, so dass die Schraubenfedern sowohl Druck-als Zugkräfte übertragen können ; sie-unterscheidet sich aber dadurch von den andern, dass die Schraubenfedern im ruhenden Zustande der Kupplung eine quer zur Arbeitsachse der Federn wirkende Vorspannung besitzen.
Fig. 4-8 der Zeichnung veranschaulichen schematisch eine beispielsweise Ausführungsform der Kupplung. Fig. 4 und 5 sind eine Stirnansicht und eine Draufsicht der dargestellten Ausführungsform. Fig. 6 veranschaulicht ein Detail. Fig. 7 und 8 beziehen sich auf die Wirkungsweise dieser Ausführungsform.
An den durch die Kupplung zu verbindenden Maschinenteilen t, u, die auf den ineinander angeordneten Wellen x, y festsitzen, sind die Halter z starr, d. h. ohne irgendein Gelenk befestigt. In den Haltern z sind die Schraubenfedern t durch Einschrauben starr gefasst, so dass sie zur Übertragung von Druck-sowohl als von Zugkräften dienen können. Diese Schraubenfedern t besitzen eine bestimmte Vorspannung und haben daher im ruhenden Zustande der Kupplung eine bogenförmige Gestalt (Fig. 4 und 7, wobei a in der letzteren die elastische Linie einer Schraubenfeder bezeichnet).
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Die mit gerader Achse gewickelten und in ihren Haltern z starr gefassten Schraubenfedern 1 werden durch zwei entgegengesetzt gerichteten Drehmomenten pig an ihren Enden A, B belastet (Fig. 7) ; dadurch nehmen sie eine gewisse Krümmung an, welche in diesem Falle kreisbogenförmig ist, da das Biegungsmoment Pg über der ganzen Länge l den konstanten Wert Pg besitzt ; sie werden unter Beibehaltung ihrer Vorspannung in die Kupplung eingebaut.
Bei Drehung der Kupplung tritt in den Federn 1 ein durch die Zentrifugalkraft hervorgerufenes Biegungsmoment b (Fig. 8) ein, welches sich mit dem über die ganze Federlänge vorhandenen konstanten Vorspannmoment zu einem resultierenden Moment r zusammensetzt. Das Vorspannmoment, welches natürlich jeden beliebigen Wert haben kann, wurde hier gerade so gross angenommen, dass die Momente an den Einspannstellen A, B und dasjenige in der Federmitte D gleich gross wurden, nämlich ei
Die Trag-bzw. Belastungsfestigkeit der Federn durch die Zentrifugalkraft wird dadurch auf das l-33fache erhöht.
Der Einfachheit halber wird man in den meisten Fällen die Federn mit grader Achsen wickeln und beim Einbau in die Kupplung durch Abbiegen vorspannen, wie oben angegeben. Natürlich können aber auch die Federn mit gebogener Achse gewickelt und beim Einsetzen derart vorgespannt werden, dass ihre Achsen im eingebauten Zustande gerade Linien bilden ; die Federn können endlich mit gebogener Achse gewickelt werden und durch weiteres Biegen im gleichen Sinne vorgespannt werden.
Die zu verbindenden Maschinenteilen t, M können natürlich durch andere ersetzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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übertragung durch Schraubenfedern geschieht, die in Haltern starr gefasst werden, die an den beiden zu verbindenden Maschinenteilen starr befestigt werden, so dass die Schraubenfedern sowohl Druckals auch Zugkräfte übertragen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfedern (1) bei ihrem Einbau eine quer zu ihrer Arbeitsachse wirkende Vorspannung erhalten, um ihr Material möglichst gut auszunutzen.