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Elastische Wellenkupplung.
Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung, insbesondere für Brennkraftmasehinen, bei welcher der Elastizitätsgrad in einfachster Weise in weitesten Grenzen geändert werden kann. Diese Änderung des Elastizitätsgrades der Kupplung wird nach der Erfindung durch Anordnung besonderer, elastischer Übertragungsorgane ermöglicht, die das Drehmoment von der treibenden auf die getriebene Welle übertragen und von denen je nach dem gewünschten Elastizitätsgrund eine mehr oder weniger grosse Anzahl jeweils in der Kupplung zur Anwendung kommen.
Die Verbindung der treibenden mit der getriebenen Welle geschieht in der Weise, dass das Ende der einen Welle in das entsprechend ausgebohrte Ende der andern geschoben ist und beide Wellen mit einer Anzahl gemeinsamer Längsbohrungen versehen sind, deren Achsen in der Trennfuge zwischen den beiden Wellen oder in deren Nähe liegen. Die Längsbohrungen sind also konzentrisch um die Wellenachse angeordnet. In jeder dieser Längsbohrungen werden nun je nach dem gewünschten Elastizitätsgrad eine oder mehrere elastische Übertragungsorgane eingeschoben.
Diese elastischen Übertragungsorgane bestehen erfindungsgemäss aus hülsenartigen Federkörpern, die aus einer Anzahl konzentrisch
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Diese hülsenartigen Federn werden durch die zu übertragenden Kräfte quer zu ihrer Längsachse bean- sprucht und ergeben eine ausserordentlich gute Federung, die je nach der Zahl der ineinander gesteckten konzentrischen Blechhülsen und der Stärke des verwendeten Federblechs den Anforderungen entsprechend geändert werden kann. Im folgenden sollen diese Federkörper mit Hülsenfedern bezeichnet werden.
Die elastischen Übertragungsorgane erhalten eine verhältnismässig geringe Länge, so dass je nach Wunsch eine oder mehrere von ihnen hintereinander in jeder Bohrung untergebracht werden können.
Die Unterteilung ermöglicht in einfachster Weise eine Änderung der Elastizität in weitesten Grenzen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine einfache Kupplung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie in-il in Fig. 1, Fig. 3 einen Axialschnitt nach der Linie III-III der Fig. 4 durch eine Doppelkupplung und Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
Über das Ende der treibenden Welle 1 ist eine Hülse 2 geschoben, die mittels des Flansches 3 mit der getriebenen Welle in Verbindung steht. Statt der Hülse 2 kann auch das Ende der getriebenen Welle entsprechend ausgebohrt und selbst über das Ende der Welle 1 geschoben werden. In die gemeinsamen Längsbohrungen 4, die konzentrisch um die Wellenmitte angeordnet sind, sind die Hülsenfedern 5 eingeschoben, die entsprechend den in der Fig. 2 eingetragenen Pfeilen bei der Übertragung des Drehmomentes quer zu ihrer Längsachse beansprucht werden. Die Hülsenfedern 5 sind gut passend in die Längsbohrungen 4 eingesetzt, u. zw. so, dass ihre Längssehlitze 6 radial nach der Wellenmitte gerichtet sind.
Auf diese Weise liegen die Hülsenfedern 5 während ihrer Beanspruchung auf ihrem Umfang gut an die Wandungen der Bohrungen 4 an und gewährleisten eine gleichmässige Übertragung der Drehmomentenkräfte. Diese Hülsenfedern weisen neben ihren guten Federungseigenschaften auch noch den Vorteil einer hohen Dämpfungsfähigkeit auf, die durch die Reibung der einzelnen Blechhülse gegeneinander und gegen die Bohrungswandung hervorgerufen wird.
Im Innern der Feder ist ein fester Metallkern 7 vorgesehen, dessen Aussendurehmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der innersten Hülse der Feder, so dass sich die Feder bei wechselnder Federbelastung auf ihm abwälzen kann. Dadurch wird eine Begrenzung des Federweges herbeigeführt und
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erreicht, dass die Federeharakteristik sich asymptotisch der Federbegrenzungslinic nähert, so dass also selbst bei sehr hohen Belastungen die Feder noch elastisch bleibt.
Ausserdem hält diese Rippe 8, wenn der Kern 7 gleich der Länge der Bohrung 4 gemacht und in dieser Bohrung fixiert wird, die einzelnen Hülsenfedern 5 innerhalb jeder Bohrung in ihrer Lage zueinander und zur Wellenmitte fest. Die Rippe 8 greift zu diesem Zweck beispielsweise in eine Aussparting 9 am Deckel 10 ein, der mit der Hülse 2 fest verbunden ist und die Bohrungen 4 an einem Ende abschliesst. Auf diese Weise wird ein Verdrehen des Metallkernes 7 und damit aller über den Kern 7 geschobenen Hülsenfedern 5 während des Betriebes verhindert.
Kupplungen, bei denen sich eine grössere Ausdehnung in der axialen Richtung aus Raummangel verbietet, können auch mit grossen Durchmesser und geringer Breite ausgebildet werden. Infolge des grossen Durchmessers solcher schmalen Kupplungen ist es möglich, eine erheblich grössere Anzahl von konzentrischen Längsbohrungen anzuordnen, so dass selbst dann eine genügend grosse Elastizität erreicht wird, wenn in jeder Längsbohrung nur eine Hülsenfeder untergebracht ist. Die Änderung des Elastizitätsgrades erfolgt in diesem Fall dadurch, dass nur in jeder zweiten oder dritten Bohrung eine Hülsenfeder eingeschoben wird, oder dass die Zahl der Hülsen bei den einzelnen Federn geändert wird.
Eine Erhöhung der Elastizität der Kupplung kann auch entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 dadurch erreicht werden, dass man zwischen der treibenden und getriebenen Welle eine oder mehrere konzentrische Hülsen einschaltet, die untereinander und mit der treibenden und getriebenen Welle mittels Hülsenfedern verbunden sind.
Über das Ende der-treibenden Welle 1 ist eine konzentrische Hülse 2 geschoben. In die gemeinsamen Längsbohrungen 4, die konzentrisch um die Wellenmitte angeordnet sind, sind die Hülsenfedern 5 eingeschoben, die bei der Übertragung des Drehmomentes quer zu ihrer Längsachse beansprucht werden.
Die Hülsenfedern 5 sind gut passend in die Längsbohrungen 4 eingesetzt, u. zw. so, dass ihre Längsschlitze 6 radial nach der Wellenmittel gerichtet sind. Über die Hülse 2 ist eine zweite konzentrische Hülse 14 geschoben, die mittels eines Flansches 13 mit der angetriebenen Welle in Verbindung steht. Anstatt der Hülse 14 kann auch das Ende der getriebenen Welle entsprechend ausgebohrt und selbst über die Hülse 2 geschoben werden. Die beiden Hülsen 2 und 14 haben gemeinsame Längsbohrungen 11, in denen Hülsenfedem 5 eingeschoben sind.
Die Metallkerne 7, die im mittleren Hohlraum der Federn angeordnet sind, dienen zur Begrenzung der Zusammendrückung, d. h. des Federweges, bei unzulässig hoher Beanspruchung. Dem gleichen Zweck dient auch eine an dem Metallkern 7 angebrachte Rippe 8, die in den seitlichen Längsschlitz 6 der Hülsenfedern 5 hineinragt. Ausserdem hält diese Rippe 8, wenn der Kern 7 gleich der Länge der Bohrung 4 bzw. 11 gemacht und in dieser Bohrung fixiert wird, die einzelnen Federn 5 innerhalb der Bohrung in ihrer Lage zueinander und zur Wellenmitte fest. Zu diesem Zweck greifen die Rippen 8 in Aussparungen 9 bzw. 12 am Deckel 10 ein, der mit der Hülse 14 fest verbunden ist und die Bohrungen 4 und 11 an einem Ende abschliesst. Auf diese Weise wird ein Verdrehen der Metallkern 7 und dadurch aller über den Kern 7 geschobenen Hülsenfedern 5 während des Betriebes verhindert.
Je nach der Grösse der gewünschten Elastizität kann die Kupplung aus zwei, drei oder mehreren konzentrisch übereinander geschobenen Hülsen zusammengesetzt werden.
Die Kupplung kann zweckmässig an beiden Enden öldicht abgeschlossen werden, so dass sich die Hülsenfedern dauernd im Ölbad befinden, was den Verschleiss der Federn auf ein Geringstmass herabsetzt.
Die elastische Kupplung nach der Erfindung übertrifft in der Einfachheit ihres Aufbaues und besonders in dem geringen Raumbedarf alle bisher bekannten Ausführungen dieser Art. Ihr wesentlichster Vorzug ist aber die einfache Änderungsmogliehkeit ihres Elastizitätsgrades durch Fortlassen oder Hinzufügen einzelner elastischer Übertragungsorgane. Die Kupplung kann auch in geeigneter Weise als Schwingungsdämpfer Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Elastische Wellenkupplung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei welcher die beiden konzentrisch ineinandergesteckten Kupplungshälften mit einer Anzahl gemeinsamer Längsbohrungen versehen sind, deren Achsen in der Trennfuge zwischen den beiden Kupplungshälften oder in der Nähe derselben liegen, und in denen hülsenartige, das Drehmoment übertragende Federn untergebracht sind, gekennzeichnet durch die Verwendung von aus einzelnen ineinandergesteckten, an einer Seite geschlitzten Hülsen aus Federmaterial bestehenden Federn, die einen in ihrem inneren Hohlraum angeordneten festen, zylindrischen Kern umschliessen, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser der innersten Federhülse ist, so dass sich die Federn entsprechend der Belastung an den festen Kern anschmiegen.