BE1020772A3 - Elastische koppeling, combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element die gekoppeld zijn door zulke elastische koppeling en compressor voorzien van zulke combinatie. - Google Patents

Description

Elastische koppeling, combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element die gekoppeld zijn door zulke elastische koppeling en compressor voorzien van zulke combinatie.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een elastische koppeling.

Meer bepaald heeft de uitvinding betrekking op zulke elastische koppeling, die twee koppelingshelften bevat die roteerbaar zijn rond een gemeenschappelijke axiale as en waarbij een eerste koppelingshelft een buitenste koppelingshelft is met radiaal meer naar buiten gelegen gedeelten die de tweede koppelingshelft omringen, en waarbij de tweede koppelingshelft een binnenste koppelingshelft is, met radiaal meer naar binnen gelegen gedeelten die in de buitenste koppelingshelft kunnen worden ingebracht.

Nog meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op zulke elastische koppeling, waarbij elk van de koppelingshelften van een aantal axiaal gerichte steunen is voorzien, respectievelijk radiaal buitenste steunen op de radiaal meest naar buiten gelegen gedeelten van de koppel ingshel f t en radiaal binnenste steunen op gedeelten van de binnenste koppelingshelft die radiaal meer ^ar binnen zijn gelegen en waarbij de buitenste steunen zijn gekoppeld aan overeenkomstige binnenste steunen door elastische koppelelementen.

Er zijn reeds elastische koppelingen bekend welke echter een aantal nadelen hebben.

Een nadeel van de bekende elastische koppelingen bestaat er bijvoorbeeld in dat voor het overbrengen van een rotatie van de ene koppelingshelft naar de andere koppelingshelft een moment dient te worden uitgeoefend, wat bij de bekende elastische koppelingen gepaard gaat met grote trekkrachten of net andersom grote drukkrachten of in sommige gevallen zelfs met dwarskrachten, buiging of wringing in de elastische koppelelementen.

Nog een ander nadeel van de bekende elastische koppelingen is dat de elastische koppelelementen ervan in de onbelaste toestand vaak reeds worden voorgespannen, wat uiteraard de belasting op de koppelelementen enkel maar vergroot.

Door deze zware belastingen op de elastische koppelelementen van de bekende elastische koppelingen kan scheurvorming optreden met vroegtijdige veroudering of zelfs falen van de betrokken koppelelementen tot gevolg.

Om de voornoemde belasting aan te kunnen, wordt bij de bekende elastische koppelingen dan ook doorgaans gebruik gemaakt van koppelelementen die weliswaar een zekere elasticiteit hebben, maar die anderzijds toch erg stug en relatief groot en zwaar zijn.

Zulke zware uitvoering van de bekende elastische koppelingen gaat bijgevolg gepaard met relatief grote massatraagheidsmomenten.

Wanneer zulke bekende elastische koppeling bijvoorbeeld wordt gebruikt voor het aaneenkoppelen van een aandrijving en een aan te drijven machine, dan resulteert zulks in een systeem met relatief lage tweede en hogere eigenfrequenties, waardoor relatief veel excitatie-energie beschikbaar is die trillingen kunnen induceren.

Nog een nadeel van de bekende elastische koppelingen waarop de uitvinding betrekking heeft, is dat ze ontworpen zijn voor gebruik in toepassingen waarin één van de koppelingshelften deel uitmaakt van een aandrijving die de andere koppelingshelft aandrijft en dit zowel voor een rotatie in een eerste draaizin als voor een rotatie in de tegenovergestelde draaizin.

In de praktijk is het zo dat vele machines, zoals onder andere compressoren en dergelijke meer, enkel functioneren wanneer de aangedreven elementen roteren in een bepaalde draaizin en niet functioneren wanneer deze aangedreven elementen roteren in de tegenovergestelde draaizin.

Voor zulke toepassingen waarbij de elastische koppeling slechts een koppel dient over te brengen overeenkomstig één bepaalde draaizin, zijn de bekende elastische koppelingen dan ook overgedimensioneerd, wat bovendien nog een andere reden is waarom ze vaak aanleiding geven tot ongewenste fenomenen bij bepaalde eigenfrequenties.

De uitvinding heeft dan ook tot doel aan één of meerdere van de voornoemde en eventueel andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een elastische koppeling die twee koppelingshelften bevat die roteerbaar zijn rond een axiale as, meer bepaald een buitenste koppelingshelft die een binnenste koppelingshelft minstens gedeeltelijk omringt, waarbij elk van de koppelingshelften van een aantal steunen is voorzien elk met een axiaal gerichte centrale as, respectievelijk radiaal buitenste steunen en radiaal binnenste steunen, waarbij radiaal buitenste steunen zijn gekoppeld aan overeenkomstige radiaal binnenste steunen door middel van elastische koppelelementen, waarbij voorts bij elk paar gekoppelde steunen de centrale as van de binnenste steun en de centrale as van de buitenste steun in een koppelvlak zijn gelegen onder eenzelfde standhoek ten opzichte van een overeenkomstig radiaal vlak dat zich uitstrekt doorheen de axiale as en doorheen de centrale as van de betreffende binnenste steun waaraan het koppelelement is aangebracht, waarbij meer bepaald elk koppelelement is geplaatst onder steeds dezelfde standhoek ten opzichte van het betrokken voornoemde radiale vlak en waarbij elk koppelelement steeds in dezelfde zin is verdraaid rondom de betrokken binnenste steun ten opzichte van het betreffende radiale vlak met een hoek gelijk aan de voornoemde standhoek.

Een groot voordeel van zulke elastische koppeling overeenkomstig de uitvinding bestaat erin dat de koppelvlakken geassocieerd met elk van de elastische koppelelementen allemaal onder eenzelfde standhoek ten opzichte van het betrokken radiale vlak zijn geplaatst en in dezelfde zin ten opzichte van dit radiale vlak zijn verdraaid, waardoor deze elastische koppelelementen beter gericht zijn voor het overbrengen van een draaimoment, dan het geval is bij de bekende elastische koppelingen.

Bij de bekende elastische koppelingen valt het koppelvlak geassocieerd aan elk van de koppelelementen initieel of in onbelaste toestand immers samen met het voornoemde radiale vlak of zijn de koppelelementen minstens symmetrisch uitgevoerd of symmetrisch geplaatst ten opzichte van zulk radiaal vlak.

Het is duidelijk dat voor het overbrengen van momenten krachten dienen te worden uitgeoefend die niet radiaal naar de rotatieas zijn gericht en die integendeel minstens een component hebben die loodrecht op zulke radiale richting staat.

Het overbrengen van een draaimoment gaat bij bekende elastische koppelingen door de oriëntatie van de koppelelementen dan ook steeds gepaard met grote trekkrachten en/of drukkrachten en naargelang het geval eventueel ook grote dwarskrachten, wringing en buiging op de betrokken elastische koppelelementen en aldus met grote spanningen in de elastische koppelelementen, welke krachten en spanningen niet direct bijdragen aan het overbrengen van koppel.

Bij een elastische koppeling volgens de uitvinding staan de elastische koppelelementen onder een vaste standhoek verschillend van nul ten opzichte van het voornoemde radiale vlak, waardoor een trekkracht in zulk koppelelement een component heeft loodrecht op het radiale vlak doorheen de steun die wordt aangedreven door het koppelelement, welke component aldus een belangrijke bijdrage levert aan het overbrengen van het moment en waardoor de spanningen in zulk koppelelement tijdens het overbrengen van een koppel over het algemeen gunstigere waarden aannemen dan bij de bekende elastische koppelingen in dezelfde omstandigheden.

Bij toename van de voornoemde standhoek waarmee de koppelelementen bij een elastische koppeling volgens de uitvinding schuin zijn geplaatst ten opzichte van het radiale vlak doorheen de centrale as van de binnenste steun, neemt de momentarm van een kracht uitgeoefend volgens de richting van een koppelelement ten opzichte van de rotatieas toe, althans binnen zekere grenzen.

Dit betekent dat eenzelfde trekkracht in een elastisch koppelelement resulteert in een groter moment naarmate de voornoemde standhoek toeneemt, althans binnen de voornoemde grenzen.

Dit betekent ook dat voor het overbrengen van een bepaald koppel tussen de koppelingshelften bij een elastische koppeling volgens de uitvinding in verhouding minder zware of kleinere elastische koppelelementen kunnen worden toegepast of gewoonweg minder elastische koppelelementen kunnen worden toegepast, dan het geval zou zijn met een bekende elastische koppeling bij een even grote belasting.

Een elastische koppeling volgens de uitvinding vereist daarom minder materiaal, of materiaal dat minder hoogwaardig is dan wat het geval is bij de bekende elastische koppelingen voor eenzelfde toepassing, waardoor een elastische koppeling volgens de uitvinding goedkoper en kleiner kan worden uitgevoerd dan de bekende elastische koppelingen.

Nog een voordeel van een elastische koppeling volgens de uitvinding bestaat erin dat een lichtere of kleinere uitvoering ervan resulteert in een kleiner massatraagheidsmoment van de koppeling.

Hierdoor heeft een aandrijving die gebruik maakt van zulke elastische koppeling volgens de uitvinding tweede en hogere eigenfrequenties die hoger liggen vergeleken met de overeenkomstige tweede en hogere eigenfrequenties die zouden voorkomen bij eenzelfde aandrijving waarbij een bekende elastische koppeling werd toegepast.

Aangezien bij hogere frequenties doorgaans minder excitatie-energie beschikbaar is die een trilling aan een overeenkomstige eigenfrequentie kan induceren, komen overgangsverschijnselen bij het opstarten van een aandrijving met een elastische koppeling volgens de uitvinding minder expliciet tot uiting, wat nog een groot voordeel is van zulke elastische koppeling volgens de uitvinding.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een elastische koppeling overeenkomstig de uitvinding is de buitenste koppelingshelft ter plaatse van elke buitenste steun voorzien van een doorgang waardoor tijdens een montage van de elastische koppeling een elastisch koppelelement kan worden ingebracht vanuit een radiaal verwijderde positie tot in een positie voor montage.

Volgens een nog meer voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een elastische koppeling overeenkomstig de uitvinding strekt elke voornoemde doorgang zich liefst uit in een richting overeenkomstig een radiale richting in het koppelvlak volgens hetwelk een elastisch koppelelement dient te worden gemonteerd, waarbij zulke doorgang een gelimiteerde doorsnede heeft overeenkomstig de maximale doorsnede van een elastisch koppelelement teneinde een montage waarbij een elastisch koppelelement zich uitstrekt in een verkeerde richting onmogelijk te maken.

Het spreekt voor zich dat bij zulke uitvoeringsvorm van een elastische koppeling volgens de uitvinding het monteren of assembleren ervan sterk wordt vereenvoudigd en dat de mogelijkheden om fouten te maken tijdens de montage sterk worden gereduceerd.

Hierbij valt op te merken dat zonder de voornoemde schuin gerichte uitvoering van de doorgangen in de buitenste koppelingshelft de kans redelijk groot is dat een monteur bij vergissing de elastische koppelelementen verkeerd georiënteerd monteert, aangezien niets op de buitenste of binnenste koppelingshelft de oriëntatie aangeeft, tenzij hiertoe bepaalde merktekens of dergelijke zouden zijn aangebracht, wat uiteraard ook een optie is.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element die gekoppeld zijn door middel van een elastische koppeling volgens de uitvinding.

Kenmerkend aan zulke combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element is het feit dat bij elk paar gekoppelde steunen de centrale as van de binnenste steun en de centrale as van de buitenste steun in een koppelvlak zijn gelegen onder eenzelfde standhoek ten opzichte van een overeenkomstig radiaal vlak dat zich uitstrekt doorheen de axiale as en doorheen de centrale as van de betreffende binnenste axiale steun waaraan het koppelelement is aangebracht en wel zodanig dat tijdens het aandrijven de steunen van het aangedreven element naijlen op de steunen van het aandrijvend element.

Op deze wijze wordt er bekomen dat de krachten in de elastische koppelelementen van de koppeling steeds trekkrachten zijn, waarbij het aandrijvend element als het ware het aangedreven element "voort trekt".

Zulke combinatie zal vooral nuttig zijn bij toepassingen waarbij het aandrijvend element steeds een rotatie dient te genereren van het aangedreven element in één welbepaalde draaizin voor het goed functioneren van het aangedreven element.

De uitvinding heeft verder nog betrekking op een compressor die voorzien is van een combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element volgens de uitvinding zoals hiervoor beschreven, waarbij het aandrijvend element een aandrijfmotor is waarvan de aandrijfas gekoppeld is aan een as van een rotor van de compressor door middel van een voornoemde elastische koppeling. In een bijzondere uitvoeringsvorm is zulke compressor uitgevoerd in de vorm van een turbocompressor.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een elastische koppeling volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande figuren, waarin : - figuur 1 een vooraanzicht weergeeft van een eerste uitvoeringsvorm van een elastische koppeling volgens de uitvinding waarbij een gedeelte van de koppeling is weggelaten ter plaatse van een elastisch koppelelement; - figuur 2 een zijaanzicht weergeeft van de elastische koppeling uit figuur 1 volgens een richting aangegeven met pijl F2; - figuur 3 een doorsnede weergeeft doorheen een gedeelte van de elastische koppeling uit figuur 1 volgens de lijn III-III; - de figuren 4 tot 6 op volledig analoge wijze als in de figuren 1 tot 3 een andere uitvoeringsvorm van een elastische koppeling volgens de uitvinding weergeven; - figuur 7 illustreert hoe de krachten die inwerken op een koppelelement kunnen ontbonden worden in verschillende componenten; en, - figuur 8 illustreert hoe de momentarm rond de rotatieas van een kracht uitgeoefend volgens de richting van een koppelelement verandert in functie van de stand van het koppelelement.

De in de figuren 1 tot 3 weergegeven elastische koppeling 1 volgens de uitvinding bevat twee koppelingshelften 2 en 3 die roteerbaar zijn rond een gemeenschappelijke axiale as AA' .

Eén van de koppelingshelf ten 2, hierna de buitenste koppelingshelft 2 genoemd, bevat hierbij een gedeelte 4 dat radiaal meer naar buiten is gelegen en dat een gedeelte 5 van de andere koppelingshelft 3, hierna de binnenste koppelingshelft 3 genoemd, omringt.

Meer bepaald wordt het radiaal naar buiten gelegen gedeelte 4 van de buitenste koppelingshelft 2 gevormd door een uiteinde van een asgedeelte met vergrote diameter waarin centraal een cilindervormige opening 6 is voorzien voor het opnemen van een gedeelte 5 van de binnenste koppelingshelft 3.

Hierbij is het radiaal naar buiten gelegen gedeelte 4 van de buitenste koppelingshelft 2 een hoofdzakelijk ringvormig gedeelte 4 met een radiale dikte D en een axiale breedte B, ffiet een cilindervormige buitenwand 7, een cilindervormige binnenwand 8 en dwars op de axiale richting AA' twee zijwanden 9.

Op regelmatige wijze verdeeld over de omtrek van het ringvormig gedeelte 4 zijn in de buitenste koppelingshelft doorgangen 10 voorzien die zich uitstrekken vanaf de buitenwand 7 tot aan de binnenwand 8 ervan.

Het radiaal meer naar binnen gelegen gedeelte 5 van de binnenste koppelingshelft 3 wordt tevens gevormd door een uiteinde van een asgedeelte, waarin een cirkelvormige omlopende groef 11 is voorzien met een U-vormige doorsnede, welke groef 11 aan weerszijden wordt afgebakend door opstaande randen 12.

Voorts is dwars doorheen elke doorgang 10 van de buitenste koppelingshelft 2 telkens een radiaal buitenste steun 13 aangebracht.

Deze buitenste steunen 13 zijn axiaal gerichte asvormige elementen en kunnen bijvoorbeeld pinnen, bouten of dergelijke meer zijn, die voor een praktische montage van de elastische koppeling 1 bij voorkeur uitneembaar zijn aangebracht in de buitenste koppelingshelft 2.

Voorts zijn de buitenste steunen 13 op gelijke afstanden van elkaar verspreid waarbij de centrale as 14 van elke buitenste steun 13, in dit geval, doch niet noodzakelijk, is gelegen op een buitenste cilindermantel doorheen de halve dikte D/2 van het ringvormig gedeelte 4 die zijn centrale as heeft op de axiale as AA' en die een straal R heeft.

In de uitvoeringsvorm van een elastische koppeling 1 volgens de uitvinding weergegeven in de figuren 1 tot 3 zijn er zes zulke buitenste steunen 13, waarbij aldus in dit geval de radiale vlakken XX' vanuit de as AA' doorheen de centrale as 14 van opeenvolgende buitenste steunen 13 telkens over een hoek U van 60° ten opzichte van elkaar zijn verdraaid.

De binnenste koppelingshelft 3 is op gelijkaardige wijze voorzien van axiaal gerichte asvormige elementen 15 die radiaal binnenste steunen 15 vormen welke zich uitstrekken tussen de opstaande randen 12 over de groef 11 en welke bij voorkeur tevens uitneembaar zijn uitgevoerd.

Deze binnenste steunen 15 zijn op gelijke afstanden van elkaar verspreid waarbij de centrale as 16 van elke binnenste steun 15 is gelegen op een binnenste cilindermantel die een centrale as op de axiale as AA' heeft en die een straal S heeft.

In de getoonde uitvoeringsvorm van de figuren 1 tot 3 zijn er zes binnenste steunen 15 voorzien, zodat ook de radiale vlakken YY' vanuit de as AA' doorheen de cenrale as 16 van opeenvolgende binnenste steunen 15 telkens over een hoek V van 60° ten opzichte van elkaar zijn verdraaid.

De binnenste steunen 15 en de buitenste steunen 13 zijn in dit geval aan weerszijden bevestigd of ondersteund, in de betrokken binnenste koppelingshelft 2 dan wel buitenste koppelingshelft 3.

Hierbij kunnen de uiteinden van de buitenste steunen 13 of de binnenste steunen 15 vast verbonden zijn met de betreffende koppelingshelft 2 of 3 of integendeel los verbonden zijn met de betreffende koppelingshelft 2 of 3, bijvoorbeeld doordat de uiteinden van de steunen 13 of 15 met een losse passing in de betreffende koppelingshelft 2 of 3 zijn aangebracht.

Zulke bevestiging of ondersteuning aan weerszijden van de binnenste steunen 15 en de buitenste steunen 13 geniet volgens de uitvinding de voorkeur, doch andere manieren van bevestigen of ondersteunen zijn volgens de uitvinding niet uitgesloten.

Teneinde de twee koppel ingshel f ten 2 en 3 met elkaar te verbinden zijn de radiaal buitenste steunen 13 gekoppeld aan overeenkomstige radiaal binnenste steunen 15 door middel van elastische koppelelementen 17.

In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de elastische koppelelementen 17 hoofdzakelijk balkvormig uitgevoerd, waarbij evenwel de hoeken en eventueel kanten ervan zijn afgerond.

Volgens de uitvinding is het echter niet uitgesloten andere vormen toe te passen, bijvoorbeeld door de elastische koppelelementen uit te voeren met een ruitvormige doorsnede al dan niet voorzien van afgeronde kanten of hoeken en dergelijke meer.

Elk elastisch koppelelement 17 is voorts aan elk van zijn uiteinden voorzien van een opening 18 waarin een betreffende buitenste steun 13 dan wel een binnenste steun 15 is aangebracht.

Bij voorkeur worden de elastische koppelelementen 17 hoofdzakelijk vervaardigd uit een elastomeer of uit een natuurlijk rubber, waarbij het tevens niet uitgesloten is verstevigingen in andere materialen zoals metalen of dergelijke te voorzien, bijvoorbeeld aan hechtingspunten nabij de binnenste steunen 15 en buitenste steunen 13.

In elk geval is het de bedoeling dat de elastische koppelelementen 17 voldoende elasticiteit hebben en volgens de uitvinding in regel meer elastisch zullen worden uitgevoerd dan het geval is bij bekende elastische koppelingen met gelijkaardige elastische koppelelementen, die evenwel anders georiënteerd zijn.

Tevens is het voordelig indien de elastische koppelelementen 17 vervaardigd zijn uit een elastisch materiaal dat ook goede dempende eigenschappen heeft.

Immers, zoals in de inleiding reeds werd vooropgesteld, heeft een elastische of hoogelastische koppeling 1 met aangepaste dempende eigenschappen een beter gedrag bij overgangsvers chi j ns elen.

Volgens de uitvinding zijn de elastische koppelelementen 17 bij voorkeur scharnierbaar bevestigd in de koppelingshelften 2 en 3.

Dit kan bijvoorbeeld gerealiseerd worden door de buitenste steunen 13 en de binnenste steunen 15 roteerbaar aan te brengen in de koppel ingshelf ten 2 en 3 of doordat elk elastisch koppelelement 17 roteerbaar is aangebracht rond de betreffende binnenste steun 15 en buitenste steun 13, bijvoorbeeld door middel van een huls of dergelijke meer in de openingen 18.

In de getoonde uitvoeringsvorm van een elastische koppeling 1 overeenkomstig de uitvinding en zoals bij voorkeur het geval is, zijn de buitenste koppelingshelft 2 en de binnenste koppelingshelft 3 elk voorzien van evenveel axiale steunen, respectievelijk buitenste steunen 13 en binnenste steunen 15, waarbij elke buitenste steun 13 is gekoppeld aan één overeenkomstige binnenste steun 13 door middel van één elastisch koppelelement 17 dat aan elk van zijn uiteinden voorzien is van één opening 18 waarin een betreffende steun 13 of 15 is aangebracht.

Kenmerkend aan de uitvinding is het feit dat bij elk paar gekoppelde steunen 13 en 15 de centrale as 16 van de binnenste steun 15 en de centrale as 14 van de buitenste steun 13 in een koppelvlak ZZ' zijn gelegen onder eenzelfde standhoek T ten opzichte van een overeenkomstig radiaal vlak YY' dat zich uitstrekt doorheen de axiale as AA' en doorheen de centrale as 16 van de betreffende binnenste steun 15 waaraan het koppelelement 17 is aangebracht.

Hierbij is elk koppelelement 17 geplaatst onder steeds dezelfde standhoek T ten opzichte van het betrokken voornoemde radiale vlak YY' en is elk koppelelement 17 steeds in dezelfde zin verdraaid rondom de betrokken binnenste steun 15 ten opzichte van het betreffende radiale vlak YY' met een hoek gelijk aan de voornoemde standhoek T. In het geval van de figuren is deze draaizin de tegenwijzerzin, maar dat kan in een andere uitvoeringsvorm uiteraard de wijzerzin zijn.

Deze standhoek T is volgens de uitvinding steeds verschillend van nul, zodat met andere woorden het koppelvlak geassocieerd aan een koppelelement 17 in geen geval samenvalt met het betreffende radiale vlak YY'.

Uiteraard zijn hiertoe in de geassembleerde toestand van de elastische koppeling 1 volgens de uitvinding de buitenste steunen 13 en de overeenkomstige binnenste steunen 15 die hieraan verbonden zijn middels een elastisch koppelelement 17 niet volgens dezelfde radiaal uitgelijnd.

Hierbij strekt elk radiaal vlak XX' doorheen een buitenste steun 13 zich telkens uit onder eenzelfde standhoek W ten opzichte van het overeenkomstige radiale vlak YY' doorheen de binnenste steun 15 waaraan de buitenste steun 13 is verbonden.

Dat zulke oriëntering van de elastische koppelelementen 17 in een schuine stand ten opzichte van het betrokken radiale vlak YY' voordeliger is voor het overbrengen van momenten tussen de twee koppelingshelften 2 en 3, wordt hierna verduidelijkt aan de hand van de figuren 7 en 8.

In figuur 7 is schematisch een elastische koppeling 1 volgens de uitvinding weergegeven waarbij de buitenste steunen 13 onder een hoek W ten opzichte van de radiale richting YY' doorheen een binnenste steun zijn geplaatst.

In de veronderstelling dat de buitenste koppelingshelft 2 de binnenste koppelingshelft 3 aandrijft in tegenwijzerzin, waarbij een kracht H wordt uitgeoefend, dan resulteert dit in een trekkracht I in een elastisch koppelelement 17 die gericht is volgens de loodlijn op de axiale richting AA' in het koppelvlak ZZ' .

Deze trekkracht I heeft een radiaal gerichte component J (I.cos(T)) die gericht is volgens de radiaal YY' door de betreffende binnenste steun 15, welke radiale component J niet bijdraagt aan het overbrengen van moment tussen de twee koppelingshelften 2 en 3.

Anderzijds heeft de trekkracht I in het koppelelement 17 tevens een tangentiaal gerichte component K (= I.sin(T)), die gericht is volgens een richting loodrecht op het radiale vlak YY', welke tangentiale component K effectief koppel kan overbrengen, namelijk een koppel K.S dat het product is van de straal S waarop de binnenste steunen 15 liggen met deze tangentiale component K.

Anders uitgedrukt is het koppel K.S dat wordt uitgeoefend door de trekkracht I op de binnenste steun 15 gelijk aan het product van de trekkracht I die gericht is volgens ZZ' met de momentarm M (= S.sin(T)), welke de afstand M is tussen het koppelvlak ZZ' en de axiale as AA'.

In figuur 8 wordt geïllustreerd dat bij toename van de standhoek T tussen het koppelvlak ZZ' waarin een koppelelement 17 zich uitstrekt en het radiale vlak YY' doorheen de binnenste steun 15 waaraan het betreffende koppelelement 17 is verbonden, de momentarm M eerst toeneemt, geïllustreerd aan de hand van de gevallen met hoeken Tl tot en met T3 met overeenkomstige momentarmen Ml tot M3, waarna deze momentarm M weer afneemt, geïllustreerd aan de. hand van de gevallen met hoeken T4 tot en met T7 met overeenkomstige momentarmen M4 tot M7.

Volgens de uitvinding kan er bijvoorbeeld voor gezorgd worden dat elk koppelelement 17 zich uitstrekt in een richting in het koppelvlak ZZ' die loodrecht staat op het radiale vlak YY' dat zich uitstrekt doorheen de axiale as AA' en doorheen de centrale as 16 van de betreffende binnenste steun 15 aan dewelke het koppelelement 17 is aangebracht.

In andere uitvoeringsvormen van een elastische koppeling 1 staat het koppelvlak ZZ' van elk koppelelement 17 telkens onder eenzelfde standhoek T die kleiner is dan 90° of groter is dan 90 ° ten opzichte van een overeenkomstig radiaal vlak YY' dat zich uitstrekt doorheen de axiale as AA' en doorheen de centrale as 16 van de betreffende binnenste axiale steun 15 aan dewelke het koppelelement 17 is aangebracht.

Hierbij wordt nog opgemerkt dat de standhoek T wordt gemeten tussen de betrokken centrale as 14 van de buitenste steun 13 en de radiale projectie van de centrale as 16 van de betrokken binnenste steun 13 vanuit de axiale as AA' op de buitenste cilindermantel doorheen de centrale as 14 van de betrokken buitenste steun 13.

Het is duidelijk dat bij een elastische koppeling 1 volgens de uitvinding ongeacht welke van de hiervoor vernoemde mogelijke standen van de koppelelementen 17 ten opzichte van het betrokken radiale vlak YY' wordt toegepast, er steeds een opmerkelijke verbetering optreedt voor wat betreft het overbrengen van een koppel tussen de twee koppelingshelften 2 en 3, vergeleken met de situatie bij de bekende elastische koppelingen.

Naarmate de standhoek T dichter bij 90° komt, is de trekkracht in de koppelelementen 17 meer tangentiaal gericht.

Dit biedt tevens het voordeel dat de betreffende koppelingshelft 2 of 3 eerder belast wordt aan de buitenzijde, verder weg van de axiale as AA', kortom op een plaats waar de betreffende koppelingshelft 2 of 3 over meer materiaal beschikt voor het opvangen van de trekkracht.

Hierdoor zijn de spanningen in en de vervormingen van de betreffende koppelingshelft 2 of 3 kleiner, dan het geval is wanneer de standhoek T meer afwijkt van 90°.

Er valt voorts nog op te merken dat een elastische koppeling 1 volgens de uitvinding bedoeld is om te worden toegepast in een combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element, waarbij typisch het aandrijvend element het aangedreven element dient aan te drijven in slechts één enkele draaizin.

Hierbij is het de bedoeling dat de elastische koppelelementen 17 steeds in trek worden belast en niet in druk, althans niet voor het aandrijven van het aangedreven element.

Dit zal het geval zijn indien ervoor gezorgd wordt dat de richting waarin de koppelelementen 17 zich uitstrekken in een koppelvlak ZZ' en de draaizin van het aandrijvend element zodanig op elkaar zijn afgestemd dat tijdens het aandrijven de steunen 13 of 15 van het aangedreven element naijlen op de steunen 15 of 13 van het aandrijvend element.

Hierbij maakt het niet uit of de buitenste koppelingshelft 2 van de elastische koppeling 1 deel uitmaakt van het aandrijvend element, dan wel de binnenste koppelingshelft 3 van de elastische koppeling 1 deel uitmaakt van het aandrijvend element.

Het kan volgens de uitvinding voordelig zijn er voor te zorgen dat de elastische koppelelementen 17 een dusdanige elasticiteit hebben dat ze een kleinere elasticiteit vertonen in de normale draaizin en een relatief grotere elasticiteit in de omgekeerde draaizin.

Op deze wijze kan het gedrag van de koppeling 1.nog worden verbeterd bij overgangsverschijnselen aan toerentallen overeenkomstig bepaalde eigenfrequenties van het betrokken systeem.

Deze overgangsverschijnselen treden typisch op in orden van honderdsten van seconden en door de grote elasticiteit bij belasting van de koppelelementen 17 in omgekeerde draai zin is er meer "tijd " beschikbaar alvorens grote koppels in deze omgekeerde draaizin kunnen worden uitgeoefend op het aangedreven element.

Teneinde de montage van een elastisch koppelelement 17 tussen de twee koppelingshelften 2 en 3 te vergemakkelijken en montagefouten te vermijden zijn de doorgangen 10 in de buitenste koppelingshelft 2 zodanig uitgevoerd dat een elastisch koppelelement 17 kan worden ingebracht vanuit een radiaal verwijderde positie tot in een positie voor montage.

Hierbij is ervoor gezorgd dat elke doorgang 10 zich uitstrekt in een richting overeenkomstig een radiale richting in het koppelvlak ZZ ' volgens hetwelk een elastisch koppelelement 17 dient te worden gemonteerd.

Bij voorkeur heeft zulke doorgang 10 tevens een gelimiteerde doorsnede overeenkomstig de maximale doorsnede van een elastisch koppelelement 17.

Bijvoorbeeld heeft elke doorgang 10 in de getoonde figuren een breedte F die op een kleine speling na overeenstemt met de maximale breedte G van een koppelelement 17 zodat het koppelelement 17 probleemloos kan worden gemonteerd.

Anderzijds is de voornoemde speling voldoende klein om te verhinderen dat de koppelelementen 17 bijvoorbeeld onder een tegengestelde standhoek T ten opzichte van het vlak YY' zouden gemonteerd worden.

In de figuren 4 tot 6 is nog een andere uitvoeringsvorm van een elastische koppeling 1 overeenkomstig de uitvinding weergegeven, waarbij ditmaal twaalf buitenste steunen 13 evenals twaalf binnenste steunen 15 zijn voorzien respectievelijk op de buitenste koppelingshelft 2 en de binnenste koppelingshelft 3.

Met dit voorbeeld wordt aangetoond dat het mogelijk is elastische koppelingen 1 volgens de uitvinding te vervaardigen met zeer uiteenlopende torsiestijfheden door het aantal gebruikte elastische koppelelementen 17 te vermeerderen dan wel te verminderen.

Zoals hiervoor vermeld, legt de stand van elk koppelelement 17 een standhoek W vast tussen het radiale vlak XX' doorheen de centrale as 14 van de betrokken buitenste steun 13 waaraan dit koppelelement 17 is verbonden en het radiale vlak YY' doorheen de centrale as 16 van de binnenste steun 15 waaraan dit koppelelement 17 is verbonden.

Voorts kan de hoek Q tussen het radiale vlak YY' doorheen de centrale as 16 van de binnenste steun 15 waaraan het koppelelement 17 is verbonden en het radiale vlak XX' doorheen de centrale as 14 van een buitenste steun 13 van een aanliggend koppelelement 17 als een indicator beschouwd worden voor de mate waarmee opeenvolgende koppelelementen 17 dicht dan wel ver van elkaar zijn geplaatst.

Hierbij stemt een kleine hoek Q overeen met een grote dichtheid van koppelelementen 17 en dus in principe met een grote torsiestijfheid van de koppeling 1.

In het voorbeeld van de figuren 4 tot 6 hebben de koppelelementen 17 een aangepaste vorm en afmetingen die toelaten het aantal koppelelementen 17 zodanig op te drijven dat de hoek Q kleiner is dan de standhoek W.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en aan de hand van de figuren geïllustreerde uitvoeringsvormen van een elastische koppeling 1 volgens de uitvinding, evenals van een combinatie volgens de uitvinding van een aandrijvend element en een aangedreven element die gekoppeld zijn door zulke elastische koppeling en van een compressor volgens de uitvinding voorzien van zulke combinatie, doch zulke elastische koppeling 1, zulke combinatie of zulke compressor volgens de uitvinding kunnen in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (16)

1.- Elastische koppeling die twee koppelingshelften (2,3) bevat die roteerbaar zijn rond een axiale as (AA' ) , meer bepaald een buitenste koppelingshelft (2) die een binnenste koppelingshelft (3) minstens gedeeltelijk omringt, waarbij elk van de koppelingshelften (2,3) van een aantal steunen (13,15) is voorzien, elk met een axiaal gerichte centrale as (14,16), respectievelijk radiaal buitenste steunen (13) en radiaal binnenste steunen (15), waarbij radiaal buitenste steunen (13) zijn gekoppeld aan overeenkomstige radiaal binnenste steunen (15) door middel van elastische koppelelementen (17), daardoor gekenmerkt dat bij elk paar gekoppelde steunen (13,15) de centrale as (16) van de binnenste steun (15) en de centrale as (14) van de buitenste steun (13) in een koppelvlak (ZZ') zijn gelegen onder eenzelfde standhoek (T) ten opzichte van een overeenkomstig radiaal vlak (YY') dat zich uitstrekt doorheen de axiale as (AA') en doorheen de centrale as (16) van de betreffende binnenste steun (15) waaraan het koppelelement (17) is aangebracht, waarbij meer bepaald elk koppelelement (17) is geplaatst onder steeds dezelfde standhoek (T) ten opzichte van het betrokken voornoemde radiale vlak (YY') en waarbij elk koppelelement (17) steeds in dezelfde zin is verdraaid rondom de betrokken binnenste steun (15) ten opzichte van het betreffende radiale vlak (YY' ) met een hoek (T) gelijk aan de voornoemde standhoek (T) .

2. Elastische koppeling volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de buitenste koppelingshelft (2) en de binnenste koppelingshelft (2) elk voorzien zijn van evenveel axiale steunen (13,15), die zijn aangebracht op regelmatige afstanden van elkaar en met hun centrale assen (14,16) respectievelijk op een buitenste cilindermantel en een binnenste cilindermantel, waarbij elke buitenste steun (13) is gekoppeld aan één overeenkomstige binnenste steun (15) door middel van één elastisch koppel element (17) dat aan elk van zijn uiteinden voorzien is van één opening (19) waarin een betreffende steun (17) is aangebracht.

3. Elastische koppeling volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat elk koppelelement (17) zich uitstrekt in een dwarse richting (ZZ') loodrecht op het radial vlak (YY') dat zich uitstrekt doorheen de axiale as (AA') en doorheen de centrale as (16) van de betreffende binnenste axiale steun (15) aan dewelke het koppelelement (17) is aangebracht.

4. Elastische koppeling volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het koppelvlak (ZZ') van elk koppelelement onder een standhoek (T) staat die kleiner is dan 90° ten opzichte van een overeenkomstig radiaal vlak (YY') dat zich uitstrekt doorheen de axiale as (AA') en doorheen de centrale as (16) van de betreffende binnenste axiale steun (15) aan dewelke het koppelelement (17) is aangebracht, welke standhoek (T) wordt gemeten tussen de betrokken buitenste steun (13) en de radiale projectie van de centrale as (16) van de betrokken binnenste steun (15) vanuit de axiale as (AA') op een cilindermantel doorheen de centrale as (14) van de betrokken buitenste steun (13).

5. Elastische koppeling volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het koppelvlak (ZZ') van elk koppelelement (17) zich uitstrekt onder een standhoek (T) die groter is dan 90° ten opzichte van een overeenkomstig radiaal vlak (YY') dat zich uitstrekt doorheen de axiale as (AA') en doorheen de centrale as (16) van de betreffende binnenste axiale steun (13) waaraan het koppelelement (17) is aangebracht, welke standhoek (T) wordt gemeten tussen de betrokken buitenste steun (13) en de radiale projectie van de centrale as (16) van de betrokken binnenste steun (15) vanuit de axiale as (AA') op een cilindermantel doorheen de centrale as (14) van de betrokken buitenste steun (13).

6. Elastische koppeling volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de buitenste koppelingshelft (2) ter plaatse van elke buitenste steun (13) is voorzien van een doorgang (10) waardoor tijdens een montage van de elastische koppeling (1) een elastisch koppelelement (17) kan worden ingebracht vanuit een radiaal verwijderde positie tot in een positie voor montage.

7. Elastische koppeling volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat elke voornoemde doorgang (10) zich uitstrekt in een richting overeenkomstig een richting in het koppelvlak (ZZ') volgens hetwelk een elastisch koppelelement (17) dient te worden gemonteerd, waarbij zulke doorgang (10) een gelimiteerde doorsnede heeft overeenkomstig de maximale doorsnede van een elastisch koppelelement teneinde een montage waarbij een elastisch koppelelement (17) zich uitstrekt in een verkeerde richting onmogelijk te maken.

8. Elastische koppeling volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de binnenste koppelingshelft (3) voorzien is van een cirkelvormige groef (11) met U-vormige doorsnede en de binnenste steunen (13) zich uitstrekken over de groef (11) tussen twee opstaande randen (12) aan de groef (11).

9. Elastische koppeling volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de binnenste steunen (15) en de buitenste steunen (13) aan weerszijden zijn bevestigd of ondersteund in de betrokken binnenste koppelingshelft (3) of buitenste koppelingshelft (2).

10. Elastische koppeling volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een elastisch koppelelement (17) scharnierbaar is bevestigd in de koppelingshelften (2,3).

11. Elastische koppeling volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat een elastisch koppelelement (17) roteerbaar is rond de binnenste steun (15) en buitenste steun (13) waarrond het is aangebracht.

12. Combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element die gekoppeld zijn door middel van een elastische koppeling (1) volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat bij elk paar gekoppelde steunen (13,15) de centrale as (16) van de binnenste steun (15) en de centrale as (14) van de buitenste steun (13) in een koppelvlak (ZZ') zijn gelegen onder eenzelfde standhoek (T) ten opzichte van een overeenkomstige radiaal vlak (YY') dat zich uitstrekt doorheen de axiale as (AA') en doorheen de centrale as (16) van de betreffende binnenste axiale steun (15) waaraan het koppelelement (17) is aangebracht en wel zodanig dat tijdens het aandrijven de steunen (13,15) van het aangedreven element naijlen op de steunen (15,13) van het aandrijvend element.

13. Combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat de buitenste koppelingshelft (2) van de koppeling (1) deel uitmaakt van het aandrijvend element.

14. Combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat de binnenste koppelingshelft (3) van de koppeling (1) deel uitmaakt van het aandrijvend element.

15. Compressor voorzien van een combinatie van een aandrijvend element en een aangedreven element volgens één van de conclusies 12 tot 14, daardoor gekenmerkt dat het aandrijvend element een aandrijfmotor is waarvan de aandrijfas gekoppeld is aan een as van een rotor van de compressor door middel van een voornoemde elastische koppeling (1).

16. Compressor volgens conclusie 15, daardoor gekenmerkt dat deze compressor een turbocompressor is.