AT391002B

AT391002B - Drehsteife, beugeelastische wellenkupplung

Info

Publication number: AT391002B
Application number: AT109985A
Authority: AT
Original assignee: Voith Turbo Kg
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1985-04-12
Publication date: 1990-08-10
Also published as: DE8414654U1; GB2159240A; GB8511719D0; ATA109985A

Description

Nr. 391 002

Die Erfindung betrifft eine drehsteife, beugeelastische Wellenkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Wellenkupplung ist durch die DE-OS 16 75 257 bekannt. Dort sind die Flansche der beiden Kupplungshälften im Durchmesser größer ausgebildet als das ringscheibenförmige Übertragungsglied. Dies hat einen vergrößerten Außendurchmesser der Wellenkupplung zur Folge, ohne jedoch deren Übertragungsfähigkeit zu erhöhen. Das Übertragungsglied ist bei der bekannten Wellenkupplung mit Paßschrauben an den beiden Kupplungshälften befestigt. Die auf den Paßschrauben der einen Kupplungshälfte sitzende Mutter greift mit Spiel in eine zugeordnete Bohrung im Flansch der anderen Kupplungshälfte ein. Hiedurch soll eine Notmitnahme der Wellenkupplung erzielt werden, wenn das Übertragungsglied versagt. Durch diese Maßnahme ist aber die Zugänglichkeit der Schraubverbindung und somit der Einbau oder der Austausch des Übertragungsgliedes erschwert. Von den Schraubverbindungen sind außerdem Sicherungsscheiben an der jeweiligen Kupplungshälfte gehalten, um bei gebrochenem Übertragungsglied einen Schleuderschutz sicherzustellen. Die Sicherungsscheiben sind hiezu mit axial vorstehenden Bünden versehen, welche mit geringem Spiel ineinandergreifen. Derartige Scheiben sind in der Herstellung aber besonders aufwendig. Schließlich weist die bekannte Wellenkupplung den Nachteil auf, daß das Übertragungsglied und die Sicherungsscheiben sowie beiderseits des Übertragungsgliedes angreifende Spannscheiben erst bei der Montage durch die Paßschrauben ihre gegenseitige Zuordnung erfahren. Hiedurch werden die Montagearbeiten aber erheblich erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Wellenkupplung der eingangs genannten Art eine kompakte Bauweise aus einfach gestalteten, montagegünstigen Bauteilen zu verwirklichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Die Lösung hat den Vorteil, daß einerseits der Schleuderschutz der Wellenkupplung aus unkompliziert gestalteten Scheiben verwirklicht ist und anderseits sämtliche zwischen die beiden Kupplungshälften einzufügenden Bauteile zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, die mit geringem Arbeitsaufwand an der jeweiligen Kupplungshälfte befestigt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Durch die im Anspruch 2 angegebene Maßnahme wird der Außendurchmesser der Wellenkupplung auf das durch das Übertragungsglied vorgegebene kleinstmögliche Maß begrenzt

Mit der im Anspruch 3 gekennzeichneten Ausgestaltung wird eine gute Zugänglichkeit zur Schraubverbindung erzielt.

Die im Anspruch 4 angegebene Maßnahme hat den Zweck, eine lagerichtige Zuordnung der erwähnten Bauteile zu erzielen und ein Herauswandern des Stiftes aus seiner Bohrung während des Betriebes der Wellenkupplung zu verhindern.

Durch die im Anspruch 5 angegebene Weiterbildung wird eine spannungsmäßig günstige Beanspruchung des Übertragungsgliedes im Einspannbereich an der jeweiligen Kupplungshälfte erreicht

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Wellenkupplung mit einer zwischen den Kupplungshälften angeordneten, im wesentlichen aus ringscheibenförmigen Übertragungsgliedern, Sicherungsscheiben und Spannscheiben bestehenden Baueinheit, welche wechselweise an den Kupplungshälften befestigt ist, Fig. 2 eine Ansicht der Wellenkupplung in Richtung des Pfeiles (II) in Fig. 1 gesehen, Fig. 3 einen Axialschnitt durch die erwähnte Baueinheit, Fig. 4 eine Ansicht des ringscheibenförmigen Übertragungsgliedes in Richtung des Pfeiles (IV) in Fig. 3 gesehen, Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 4 auf eine Sicherungsscheibe der Baueinheit und Fig. 6 eine Ansicht auf eine Spannscheibe der Baueinheit, ebenfalls in Richtung des Pfeiles (IV) in Fig. 3 gesehen.

Eine mit (10) bezeichnete Wellenkupplung weist zwei Kupplungshälften (11) und (12) auf, welche auf ihrer einander zugewandten Seite mit einem Flansch (13) bzw. (14) versehen sind (Fig. 1). Zwischen den Flanschen (13) und (14) der beiden Kupplungshälften (11) und (12) erstreckt sich eine rechtwinklig zur Drehachse (15) der Wellenkupplung (10) angeordnete Baueinheit (16), welche die Kupplungshälften drehsteif, aber beugeelastisch miteinander verbindet. Die Baueinheit (16) ist mit umfangsseitig in gleichmäßiger Teilung von 60° angeordneten Paßschrauben (17) mit Mutter (18) abwechselnd an den Flanschen (13) und (14) der beiden Kupplungshälften (11) und (12) befestigt (Fig. 2). Damit die Schraubverbindungen gut zugänglich sind, ist jeder Flansch (13) bzw. (14) im Bereich der am anderen Flansch sitzenden Verschraubung in radialer Richtung verkürzt, so daß er mit Abstand vor dem jeweiligen Kopf (19) der Paßschraube (17) endet.

Die in Fig. 3 im Schnitt dargestellte Baueinheit (16) weist zwei deckungsgleich aufeinanderliegende Ringscheiben (20) und (21) als Übertragungsglied auf (Fig. 4). Im Bereich jeder Schraubverbindung liegen an den voneinander abgewandten Außenseiten der beiden Ringscheiben (20) und (21) zwei Spannscheiben (22) und (23) an. Die Spannscheiben (22) und (23) haben annähernd Dreieckform und sind symmetrisch zu ihrer Längsachse (24) ausgebildet (Fig. 6). Diese Achse (24) fällt mit der jeweiligen von der Drehachse (15) der Wellenkupplung (10) ausgehenden und durch eine der sechs Verschraubungen der Baueinheit (16) verlaufenden Radialen (25) zusammen. Die jeder Verschraubung zugeordneten beiden Spannscheiben (22) und (23) sind unterschiedlich dick ausgebildet: Die zum Schraubenkopf (19) hin angeordnete Spannscheibe (22) ist sehr viel dünner als die dem entsprechenden Kupplungsflansch (13) bzw. (14) zugeordnete andere Spannscheibe (23).

Die Baueinheit (16) ist außerdem mit zwei Sicherungsscheiben (26) und (27) versehen, welche sich unter Zwischenlage der dünnen Spannscheiben (22) gegen die benachbarten Ringscheiben (20) und (21) abstützen. -2-

Claims

Nr. 391 002 Die völlig ebenen, aus Blechen hergestellten Sicherungsscheiben (26) und (27) sowie die Ringscheiben (20) und (21) weisen den gleichen Außendurchmesser wie die Flansche (13) und (14) der beiden Kupplungshälften (11) und (12) auf. Die in Fig. 5 in Stimansicht dargestellten Sicherungsscheiben (26) und (27) haben eine kreisförmige Innenbohrung (28). Außerdem sind sie in einer Teilung von 120° mit einem Lochbild aus einer größeren Bohrung (29) und einer kleineren Bohrung (30) versehen. Das gleiche Lochbild ist auch bei den Spannscheiben (22) und (23) sowie in einer Teilung von 60° bei den Ringscheiben (20) und (21) verwirklicht. In einer gegenüber den Lochbildem um 60° versetzten Teilung von ebenfalls 120° weisen die Sicherungsscheiben (26) und (27) gegen ihren Außenrand (31) hin offene Ausnehmungen (32) auf. Diese sind derart bemessen, daß sie eine Spannscheibe (23) mit geringem Spiel teilweise umhüllen, wie dies in Fig. 5 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Die beiden Ringscheiben (20) und (21), die Spannscheiben (22) und (23) sowie die Sicherungsscheiben (26) und (27) sind mit fluchtenden Bohrungen (29) und (30) aufeinandergefügt. Lediglich die Sicherungsscheiben (26) und (27) sind aus ihrer deckungsgleichen Lage um 60° gegeneinander verdreht, so daß die Ausnehmungen (32) die zugeordneten dickeren Spannscheiben (23) mit Spiel umgeben. In jeder Bohrung (29) sitzt eine Bundhülse (33), die endseitig in der Spannscheibe (23) aufgebördelt ist. Diese Bundhülse (33) dient der gegenseitigen Zuordnung und Zentrierung der Einzelteile der Baueinheit (16). Gleichzeitig dienen die Bundhülsen (33) zur Aufnahme des Schaftes (34) der Paßschrauben (17). In den kleinen Bohrungen (30) der Scheiben sitzt ein Stift (35), der die Spannscheiben (22) und (23) gegen Verdrehen sichert. Damit der Stift (35) nicht aus seiner Bohrung (30) herauswandern kann, ist diese auf ihrer vom entsprechenden Kupplungsflansch (13) bzw. (14) abgewandten Seite vom Bund (36) der Bundhülse (33) überdeckt. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, weist der Flansch (14) der Kupplungshälfte (12) einen axial vorspringenden Bund (37) auf. Dieser Bund (37) greift bei an den beiden Kupplungshälften (11) und (12) montierter Baueinheit (16) in die Innenbohrung (28) der Sicherungsscheibe (27) mit geringem radialen Spiel ein. Beim Bruch der Ringscheiben (20) und (21) kommt der Bund (37) der Kupplungshälfte (12) an der Sicherungsscheibe (27) zum Anliegen, so daß ein Schleuderschutz gegeben ist. Bei gebrochenen Ringscheiben (20) und (21) tritt eine gegenseitige Verdrehung der beiden Kupplungshälften (11) und (12) ein, welche zum Anliegen der breiten Spannscheiben (23) am Rand der zugeordneten Ausnehmung (32) der Sicherungsscheiben (26) und (27) führt. Hiedurch ist eine Notmitnahme gewährleistet Außerdem erfüllen die Sicherungsscheiben (26) und (27) den Zweck, beim Betrieb der Wellenkupplung (10) einen Teil der an den Paßschrauben (17) wirkenden Fliehkräfte aufzunehmen, und zwar bei der Kupplungshälfte (11) durch die Sicherungsscheibe (27) und bei der Kupplungshälfte (12) durch die Sicherungsscheibe (26). Durch den beschriebenen Aufbau der Baueinneit (16) ist es möglich, diese mit beliebiger Seite an die jeweilige Kupplungshälfte (11) bzw. (12) anzusetzen. Gegebenenfalls ist lediglich ein geringfügiges Verdrehen der Baueinheit (16) erforderlich, um die Paßschrauben (17) durch die Bundhülsen (33) stecken zu können. Anstatt der Bundhülsen (33) und der Stifte (35) können in Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels die Ringscheiben (20) und (21), die Spannscheiben (22) und (23) sowie die Sicherungsscheiben (26) und (27) auch von Nieten oder Nieten und Stiften im Bereich der Einspannungen durchdrungen sein. Diese Elemente dienen ebenfalls der Zuordnung und der Zentrierung der Einzelteile der Baueinheit (16) sowie der Verdrehsicherung der Spannscheiben. PATENTANSPRÜCHE 1. Drehsteife, beugeelastische Wellenkupplung mit wenigstens einem zwischen ihren Kupplungshälften rechtwinklig zur Drehachse angeordneten Übertragungsglied, bestehend aus Ringscheibe oder Laschen, das durch Schraubverbindungen und Zwischenlage von beiderseits angeordneten Spannscheiben abwechselnd an Flanschen der Kupplungshälften befestigt ist, wobei zu beiden Seiten des Übertragungsgliedes zwischen Schraubenkopf bzw. Mutter und Spannscheibe je eine ringförmige Sicherungsscheibe angeordnet und form- und/oder kraftschlüssig von den Schraubverbindungen der gegenüberliegenden Kupplungshälfte gehalten ist, während die Spannscheiben der angrenzenden Kupplungshälfte von der jeweiligen Sicherungsscheibe mit Spiel umhüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsscheiben (26, 27) eben ausgebildet sind, daß in die kreisförmige Innenbohrung (28) einer Sicherungsscheibe (27) ein Bund (37) der angrenzenden Kupplungshälfte (12) mit geringem radialen Spiel eingreift und daß die Spannscheiben (22, 23), das Übertragungsglied (20, -3- Nr. 391 002 21) und die Sicherungsscheiben (26, 27) im Bereich jeder Schraubverbindung von wenigstens einem Verbindungselement, wie Bundhülse (33), Niet od. dgl. formschlüssig zusammengehalten sind, wobei die Bundhülse den Schaft (34) einer Paßschraube (17) der Schraubverbindung aufnimmt
2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsscheiben (26, 27) und das Übertragungsglied (20, 21) den gleichen Außendurchmesser wie die Flansche (13, 14) der Kupplungshälften (11,12) haben.
3. Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (13, 14) der Kupplungshälften (11,12) im Bereich der Schraubverbindung (17,18) der jeweils anderen Kupplungshälfte in radialer Richtung verkürzt sind, so daß sie mit Abstand vor dem freien Ende der Schraubverbindung enden.
4. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannscheiben (22, 23) unrund ausgebildet und zusammen mit dem Übertragungsglied (20, 21) und einer Sicherungsscheibe (26; 27) von einem Stift (35) durchdrungen sind, dessen Bohrung (30) auf der flanschabgewandten Seite vom Rand (36) der Bundhülse (33) überdeckt ist.
5. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannscheiben (22, 23) annähernd Dreieckform mit auf der Radialen (25) liegender Symmetrieachse (24) haben. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-