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Elastische Kupplung mit zwischen Metallteilen festhaftend angeordneten Gummikörper.
Es hat sich gezeigt, dass eine Ausbildung von Gummischeibe oder-hülsen in der Weise, dass die Gummimasse um so härter wird, je näher die Massenteile gegen den Kern rücken, ausserordentlich vorteilhaft ist für die Anwendung an elastischen Kupplungen, mittels derer Drehmomente von einer Welle auf eine andere Welle übertragen werden sollen. Die Anordnung findet in der Weise statt, dass die Gummiringe an seitlichen Metallscheiben festgehaftet sind, welche an den das Drehmoment abgebenden und aufnehmenden Wellen sich befinden. Durch diese erfindungsgemässe Anordnung und Schichtung des Gummimaterials wird erreicht, dass bei jedem relativen Verdrehungswinkel der beiden Wellen und Kupplungsscheiben die einzelnen Gummifasern dort am nachgiebigsten sind, wo ihre Verzerrung am grössten ist und umgekehrt.
Da aber der von den einzelnen Masseteilen des Gummiblocks übertragbare Anteil des gesamten Drehmomentes von der Kraft abhängig ist, die zur Verformung der Gummifasern der betreffenden Masseteilchen erforderlich ist, so wird hiedurch infolge der erfindunggemässen Abstimmung der Nachgiebigkeit des Materials eine Momentenübertragung erreicht, die den ganzen zur Verfügung stehenden Scheibendurchmesser voll auszunutzen gestattet. Es ergibt sich hiedurch die Möglichkeit, bei einer bestimmten geforderten Elastizität und für ein bestimmtes zu übertragendes Drehmoment mit besonders kleinen Abmessungen auszukommen.
Dabei empfiehlt es sich, die Beanspruchungen am äussersten Mantel geringer zu halten als die Beanspruchungen im Inneren der Ringscheibe. Hiezu sind verschiedene Mittel möglich. Z. B. kann die Nachgiebigkeit am Mantel so viel grösser gehalten sein, dass trotz des grösseren Verdrehungswinkels die spezifische Beanspruchung geringer ist als weiter innen. Es kann aber auch eine Entlastungskerbe vorgesehen sein, und schliesslich kann am äussersten Ende der Abstand der beiden Haftschichten an den Kupplungsscheiben voneinander grösser gehalten sein als im Inneren der Kupplungsscheibe.
Das erfindungsgemässe Prinzip kann auch bei solchen Kupplungen Anwendung finden, bei denen zwischen den Gummiringen feste Metallringe zur Drehmomentübertragung angeordnet sind. Auch dort werden die äusseren Ringe aus nachgiebigerem Material hergestellt als die inneren.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, u. zw. zeigen : Fig. 1 die Kupplung in Vorderansicht und Teilschnitt, Fig. 2 die Kupplungsseheibe in Richtung der Achse gesehen, Fig. 3-5 verschiedene Schnitte, Fig. 6 eine Ausführungsform mit zwischengelegten Metallringen, Fig. 7 eine Ausführungsform mit am Ende erweitertem Scheibenabstand, Fig. 8 eine Ausführungsform mit Entlastungskerbe am Umfang und Fig. 9 ein Diagramm der Spannungen über einer Hälfte der Scheibe.
Das Drehmoment ist von der Welle 1 auf die Welle 2 zu übertragen. Auf den Wellen ist am Ende je eine Kupplungsscheibe 3 aufgesetzt und zwischen diesen ist der Gummiteil 4 mittels der Haftflächen 5 angehaftet. Der Gummiteil 4 besteht aus beliebig vielen oder allmählich ineinander übergehenden Ringschichten, von denen in der Zeichnung 3 Schichten 6,7 und 8 gezeigt sind, von denen die innere die härteste, die äussere die nachgiebigste ist.
Der Gummiblock kann statt unmittelbar auf der Kupplungsscheibe auf einer besonderen Scheibe 3 festgehaftet sein, die ihrerseits durch einen Bund 19 in der Kupplungsscheibe zentriert und mit ihr durch
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Die Wirkung der erfindungsgemässen Anordnung sei an Hand der Fig. 2-5 beschrieben. Man stelle sich an der einen Haftfläche eine Markierung längs der gestrichelten Linie 9, an der andern Haftfläche längs der strichpunktierten Linie 10 vor. Wird ein bestimmtes Drehmoment übertragen, so verschieben sich diese Linien relativ zueinander um einen Drehwinkel, der in Fig. 2 mit 11 bezeichnet ist. Eine querverlaufende Faser des Gummiteils, die in Achsrichtung läuft, ist in den Fig. 3-5 gestrichelt mit 12 vor der Verformung, strichpunktiert mit 12'nach der Verformung bezeichnet. Es ergibt sich, dass bei dem Drehwinkel 11 die Verformung der Faser am äussersten Ring am grössten ist (vgl. Fig. 3) ; die Verformung einer weiter innen gelegenen, z. B. der Faser 13 in Fig. 4, ist weit geringer.
Noch geringer ist die Verformung einer noch weiter innen gelegenen Faser 14 (Fig. 5). Da entsprechend auch die Nachgiebigkeit des Gummimaterial verschieden gehalten ist, ist es möglich, insgesamt bei gleicher spezifischer Beanspruchung grössere Drehmomente zu übertragen.
Bei der Anordnung der Fig. 6 gehen von den Scheiben 3 metallene, ineinandergreifende Ringe 15 aus, zwischen denen sich Gummiringe 16 befinden, welche am Aussen-und Innenmantel an den Ringen 16 sich befinden und nach der Welle 1 und der Welle 2 hin festgehaftet sind. Dabei können die einzelnen Gummiringe schräge Seitenflächen besitzen, so dass die äussere Haftfläche unter Berücksichtigung des grösseren Durchmessers etwa gerade so gross ist wie die innere.
Auch hier ist die Anordnung so getroffen, dass die äusseren Ringe 16 um soviel nachgiebiger sind als die inneren Ringe, dass sie bei Relativverdrehung um einen bestimmten Drehwinkel gleicher Beanspruchung unterliegen.
Bei der Anordnung der Fig. 7 sind die Kupplungsscheiben an ihrem äusseren Umfange bei 17 schräg ausgeführt, etwa nach einer solchen. Schräge, dass sich die verlängerten Ebenen vor der Mittelachse der. Kupplung treffen. Die äussere Schicht des Gummiteiles'bei 18 ist daher unter wesentlich geringerer Spannung als die inneren Teile. : Das gleithe wird bei der Anordnung der Fig. 8 durch die Auskehlung 20 erreicht, die eine Entlastung des Mantels bewirkt.
Das Diagramm der Fig. 9 zeigt als Abszisse die Spannungen. Die strichpunktierte Linie 21 zeigt den Verlauf der Spannungen, wie er bei gleichmässiger Ausbildung des Gummiteiles sein würde, indem dann bei bestimmter Verdrehung die Spannungen aussen am grössten und innen gleich Null sind. Die
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ausgezogene Linie 23 zeigt den Verlauf der Spannungen, wie er sich bei den Ausführungsformen der Fig. 7 und 8 ergibt, bei denen also die Spannung jeweils vom Rand an erst allmählich auf den zulässigen Höchstwert zunimmt, der dem Wert der Linie 22 entspricht.
Die in den verschiedenen Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen und Einzelheiten sind miteinander in beliebiger Zusammenstellung anwendbar und untereinander austauschbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elastische Kupplung mit zwischen Metallteilen festhaftend angeordneten Gummikörper, gekennzeichnet durch die Übertragung der Drehmomente mittels eines mehrschichtigen, aus mit Metallteilen verbundenem Gummi bestehenden Gummiteils, in dem die (von innen nach aussen) aus Gummimaterial mit zunehmender Nachgiebigkeit bestehenden Schichten mit auf Wellen aufgesetzten Metallscheiben durch Haftung verbunden sind.