Bewegliche Kupplung Es sind bereits Kupplungen zweier Wel len bekannt, bei denen der mit der einen Welle verbundene treibende Kupplungs flansch mit dem auf der andern Welle be findlichen getriebenen Kupplungsflansch über mehrere Stäbe verbunden ist, die auf einer mit der Kupplungsachse koaxialen Zy linderfläche liegen und sich parallel zur Kupplungsachse erstrecken. Die Stäbe sind dabei mit dem einen oder mit beiden Kupplungsflanschen starr verbunden.
Durch die Biegsamkeit der Stäbe wird eine gewisse Elastizität der Kupplung bei der Kraft übertragung erreicht, wodurch nicht nur Drehmomentschwankungen ausgeglichen wer den, sondern auch eine geringfügige Än derung der Winkellage der beiden Wellen der Kupplung ermöglicht wird.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine be wegliche Wellenkupplung, bei der der trei bende Kupplungsflansch mit dem getriebenen über mehrere Stäbe verbunden ist; die über den Umfang der Kupplung verteilt sind und sieh in Längsrichtung derselben erstrecken. Im Gegensatz zu bekannten Kupplungen die ser Art werden aber die Stäbe der Kupplung bei der Übertragung des Drehmomentes höch stens geringfügig auf Biegung beansprucht, und das Drehmoment der Kupplung wird mindestens fast ganz durch die Torsionsmo- niente der Stäbe übertragen. Diese neue Mehrstabkupplung ermöglicht eine weitaus grössere Abweichung der beiden Wellen achsen aus der koaxialen Lage.
Die Achsen der durch die Kupplung miteinander zu ver bindenden Wellen können dabei auch -Wäh rend des Betriebes einen Winkel miteinander einschliessen oder parallel zueinander ver schoben sein. Die Winkel- oder Parallelabwei chung der beiden Achsen kann sich während des, Betriebes auch ständig ändern, wie dies beispielsweise bei einer Kupplung zwischen den Achsen eines Fahrzeuges und dem auf dem abgefederten Wagengestell befestigten Motor zwecks Antriebs der Fahrzeugachsen der Fall ist.
Erfindungsgemäss sind die Stäbe gegenüber dem treibenden und dem getriebe nen Kupplungsflansch wohl allseitig schwenk- bar, jedoch höchstens geringfügig um die Stabachse verdrehbar, das Ganze so;
dass erstens eine seitliche Parallelverschiebung der beiden Wellen zueinander und zweitens eine 'Winkelbeweglichkeit zwischen den bei den Wellen möglich ist und ferner die Stäbe durch das Drehmoment der Kupplung ent weder überhaupt nicht oder nur geringfügig auf Biegung beansprucht werden, während das Drehmoment der Kupplung durch die Torsionsmomente der Stäbe entweder voll ständig oder fast vollständig übertragen wird.
An Hand der Zeichnung werden nachste hend Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In der perspektivischen Fig.l soll 1 die treibende Land 2 die dazu koaxiale, angetriebene Welle bedeuten. Mit der Welle 1 isst der ringförmige Kupplungsflansch 3 ver bunden, mit der Welle 2 der nur als strieh- lierter Kreis angedeutete Kupplungsflansch 4. Die beiden Kupplungsflansche sind über mehrere zur Achse der Wellen 1 Land 2 parallele Stäbe 5 miteinander verbunden, von denen vier dargestellt sind.
Diese Stäbe liegen auf einem mit dem Wellen 1 und- 2 koaxialen Zylindermantel, der durch den strichpunktierten Kreis 6 angedeutet ist. Die Stäbe 5 sind sowohl am Kupplungsflansch 3 als auch am Kupplungsflansch 4 über Kreuzgelenkkupplungen 7 befestigt, so dass jeder Stab gegenüber dem Kupplungsflansch zwar allseitig schwenkbar, jedoch nicht um die Stabachse verdrehbar ist, da. der dein Kupplungsflansch zugekehrte Teil der Kreuz gelenkkupplung am Flansch nicht verdreh bar befestigt ist.
Das von der Welle 1 auf die Welle 2 zu übertragende Drehmoment be wirkt bei dieser Anordnung eine Torsions- beanspruchung der einzelnen Stäbe, wobei die Summe der Stabdrehmomente gleich dem zu übertragenden Drehmoment ist.
Eine Bie- gungsbeanspruchung der Stäbe ist hingegen mit Rücksicht auf die Kreuzgelenke nicht möglich; anderseits ermöglichen diese Kreuz gelenke dauernde oder periodische Parallel verschiebungen der Wellen 1 und 2 zuein ander oder auch Winkelabweichungen der Wellen 1 und 2, da Abstandsänderungen zwischen den beiden Lagerungsstellen eines Stabes in den beiden Kupplungsflanschen ermöglicht sind, indem der flanschseitige Teil wenigstens des einen Kreuzgelenkes am zugehörigen Kupplungsflansch axial ver schiebbar, jedoch nicht verdrehbar gelagert ist.
Bei den folgenden Ausführungsbeispielen ergibt sich eine ausreichende axiale Verschieb barkeit des Stabes durch die Art seiner La gerung im Kupplungsflansch.
Obzwar die Anordnung von Kreuzgelen ken an den beiden Stabenden eine sehr voll kommene Ausführungsform der Erfindung darstellt, so wird man sich doch in vielen Fällen mit stark vereinfachten und dement- sprechend billigeren Ausführungen begnü gen, von denen im folgenden mehrere an Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnung be schrieben sind.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine Lagerung der Stabenden in den Kupplungsflanschen der Kupplung, die sich der Ausführung der Fig. 1 mit normalen Kreuzgelenken stark nä hert. Fig. 2 stellt dabei die Lagerungsstelle im axialen Schnitt, Fig. 3 in der Draufsicht von oben und Fig. 4 in radialem Schnitt und in Ansicht dar.
Für die Lagerung ist das blattartige Stabende in den Längsschlitz 22 eines Bolzens 23 eingeschoben und kann innerhalb dieses Schlitzes nur in der durch die Bolzenachse gehenden Axialebene ge schwenkt und verschoben werden. Der Bol zen selbst ist im Kupplungsflansch 24 um die Bolzenachse drehbar gelagert, so dass- die allseitige Schwenkbarkeit des Stabes 5 gegen über dem Kupplungsflansch in der einen Richtung durch Verdrehung des Bolzens um seine Achse; in der andern Richtung durch Schwenken des Stabes im Schlitz des Bolzens ermöglicht wird.
Bei der Anordnung nach den Fig. 2 bis 4 erstreckt sich der Bolzen im Kupplungsflansch in radialer Richtung. Man könnte die Längsachse des Bolzens aber auch in tangentialer Richtung oder in einer zu die sen Richtungen schrägen Richtung verlaufen lassen, wodurch die allseitige Sehwenkbarkeit des Stabes nicht behindert wird.
Bei der Lagerung nach den Fig. 5 und 6 besitzt der Stab 5 an den Lagerungsstellen im Kupplungsflansch 8 rechteckigen Querschnitt bzw. das Stabende ist blattartig gestaltet. Das Stabende greift, wie aus der Draufsicht der Fig. 6 zu ersehen ist, -in eine Ausneh- mung 9 am Kupplungsflansch ein. Die Sei tenflächen dieser Ausnehmung kommen an einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Stabendes nur auf einer quer zur Stab achse sich erstreckenden Linie zur Anlage.
Vor und für die andern Rechteckseiten hinter dieser Querlinie besitzen sie von den Stab seitenflächen einen wachsenden Abstand, wo durch eine Schwenkung des Stabes in Rich tung beider Rechteckseiten gegenüber dem Kupplungsflansch ermöglicht wird. Die blatt artigen Stabenden der Fig. 5 und 6 greifen also in trichterförmig sich erweiternde Schlitze des Kupplungsflansches 8 ein, etwa wie ein Schraubenzieher in eine Schlitz schraube eingreift. Für das Schwenken der Stäbe in der radialen Richtung sind die Schmalseiten der Stabblattenden abgeschrägt bzw. abgerundet.
Zur leichteren Herstellung der Ausnehmimgen 9 am Kupplungsflansch 8 besitzt dieser am äussern Umfang ein die Schlitze abdeckendes Band 10. Bei der La gerung nach den Fig. 5 und 6 erstrecken sieh die Schlitze im Kupplungsflansch in radialer Richtung. Man könnte sie aber auch in tan- gentialer Richtung sich erstrecken lassen.
Die Lagerung nach den Fig. 7 und 8 weicht von derjenigen nach den Fig. 5 und 6 insofern ab; als die Schlitze für die Auf nahme der blattartigen Stabenden sich nach der dem Stab abgewandten Seite hin erwei tern und durch den Kupplungsflansch 8 hin durchgehen. Um ein Herausfallen der Stäbe zu verhindern, sind Abdeckplatten 1 auf der dem Stab abgewandten Seite vorgesehen. Die Begrenzungsflächen der Schlitze der La gerungen nach den Fig. 5 bis 8 und auch die Stabenden sind zweckmässig gehärtet, um eine Abnutzung beim Arbeiten der Kupplung möglichst zu vermeiden.
Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen eine La gerung der Stabenden, bei der der Schlitz durch zwei gehärtete Stifte 12 und 13 gebil det wird, zwischen denen das blattartige 5tabende in eine Ausnehmung .des Kupplungs flansches 8 hineinragt. Die Stifte sind ko nisch gestaltet und im Kupplungsflansch in radialer Richtung angeordnet. 14 stellt eine Lage Abdeckdraht am äussern Umfang des Kupplungsflansches dar für die Sicherung der konischen Stifte im Flansch.
Man sieht, dass auch bei dieser Anordnung die Stäbe gegenüber dem Kupplungsflansch sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Rich tung schwenkbar sind, wobei die - erste Schwenkbarkeit durch die Rundungen der Stifte, die zweite durch Anlage der entspre chenden Begrenzungsflächen der Flanschaus- nehmung an die Schmalseiten des Stabendes nur auf einer Querlinie (doppeltrichterför mige Gestaltung) ermöglicht wird.
Die Fig. 12 und 13 zeigen eine Lagerung, bei der der Schlitz zur Lagerung der blatt artigen Stabenden im Kupplungsflansch durch gehärtete Segmentplatten 15 gebildet. ist, die vor einem Ringkanal 16 am Kupplungsflansch durch Verschraubung be festigt sind.
Diese Segmentplatten sind an den die Schlitzbegrenzung bildenden Platten rändern beispielsweise halbkreisförmig abge rundet, wodurch die Schwenkbarkeit des in den Schlitz hineinragenden Stabes @5 gegen über dem Kupplungsflansch in der radialen Richtung ermöglicht wird; in der tangen tialen Richtung wird sie dadurch ermöglicht, dass das blattartige ,Stabende im Schlitz ent sprechend hin und her schwenkbar ist.
Bei der Lagerung nach den Fig.12 und 13 erstrecken sich die durch die Segmentplatten gebildeten Schlitze in tangentialer Richtung am Kupplungsflansch. Bei der Lagerung nach den Fig.14, 15 und 16, bei. .der eben falls zur Bildung der :Schlitze für die Auf nahme der blattartigen Stabenden Segment platten 17 vorgesehen sind, die sau Kupp lungsflansch durch Versehraubung befestigt sind, erstrecken sich die Schlitze in radialer Richtung. Dementsprechend muss der Ring kanal 18 hinter den Segmentplatten eine grö ssere radiale Breite besitzen.
Die in den Ring kanal hineinragenden Stabenden sind an den Schmalseiten abgeschrägt, um die Schwenk- barkeitdes Stabes gegenüber dem Kupplungs flansch in radialer Richtung -zu ermöglichen. In tangentialer Richtung wird sie durch die Abrundung der ;Segmentplatten am Schlitz ermöglicht.
Nach den Fig.17 und 18 ist die -Lagerung der Stabenden am Kupplungsflansch 19 der art durchgeführt, dass an dem Flansch wie derum ein Ringkanal 20 vorgesehen ist, in den die blattartigen Stabenden mit den Lang seiten in Richtung des Kanals hineinragen, wobei eine unerwünschte Verschiebung der Stabenden in Richtung des Ringkanals da durch verhindert wird, dass zwischen. den Stä- ben im Ringkanal Distanzstücke 21 angeord uet sind.
Die allseitige Schwenkbarkeit der Stäbe gegenüber dem Kupplungsflansch wird durch Abrundungen und Abschrägungen der Seitenflächen des Ringkanals, der Distanz stücke und des blattartigen Stabendes und durch das Spiel zwischen den Stäben in der Umfangsrichtung ermöglicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird. die allseitige Schwenkbar keit des :Stabes gegenüber dem Kupplungs flansch dadurch ermöglicht, dass die Stab enden in den Kupplungsflansch über Zwi schenlagen von Weichgummi gelagert sind. Diese Zwischenlagen besitzen eine derartige Stärke, dass bei noch zulässiger Deformation des Gummis die Schwenkung des Stabes gegenüber dem Flansch das betriebsmässig erforderliche Mass erreicht.
Man könnte bei spielsweise bei den Lagerungen nach den Fig. 5 bis 8 oder auch 12 bis 17 den Abstand der Lagerflächen im Kupplungsflansch von dem Stabende etwas grösser halten und zwi schen Lagerfläche und Stabende Weich- gummizwischenlagen vorsehen.
Damit die Weichgummizwischenlagen bei der betriebs mässigen Beanspruchung an der vorgesehenen Stelle im Kupplungsflansch verbleiben, ist es zweckmässig, die Weichgummizwischenlagen mit den Stabenden und mit den angren zenden Flächen des Kupplungsflansches durch Aufvulkanisieren oder auch Verkleben zu verbinden.
Fig. 19 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Lagerung. 24 ist wiederum der kreisringförmige Kupplungsflansch, in dem auf der Mantelfläche eines Kreiszylinders angeordnete runde Stäbe 5 gelagert sind. Der Stab ist dazu an seinen Enden durch Schmie den im Gesenk in seinem Querschnitt ver stärkt. Ausserdem ist dieser Querschnitt sternförmig ausgestaltet mit .den dreieckigen Zacken 25. Der Gegenteil im Kupplungs flansch besitzt einen Querschnitt mit nach innen ragenden dreieckigen Zacken 26, die in die Zwischenräume zwischen den Zacken 25 mit Abstand hineinragen.
Die Zwischen- räume zwischen den beiden Zackenkränzen sind mit Weichgummi 27 ausgefüllt, der so wohl mit dem Stabende als auch mit den La gerflächen des Kupplungsflansches durch Aufvulkanisieren oder Verkleben verbunden ist.
Für das Verkleben kann man Klebemittel verwenden, die zunächst wie eine Schmier schicht wirken, so dass die Gummizwischen- lagen verhältnismässig leicht eingebracht werden können, hierauf jedoch durch Aus härtung eine feste Verbindung zwischen dem Gummi und der angrenzenden Metallschicht herstellen. Beispielsweise ist als derartiges Klebemittel das unter der Handelsmarke Resodux bekannte Klebemittel geeignet. Auch das unter der Handelsmarke Araldit bekannte Klebemittel eignet sich für das Verkleben der Gummizwischenlagen.
An Stelle des sternförmigen Querschnittes des Stabendes und des entsprechenden Gegen querschnittes im Kupplungsflansch könnte man fauch einen ähnlich wirkenden Quer schnitt, z. B. den Querschnitt eines Zahn r itzels oder einen klauenkranzartigen Quer schnitt, wählen, wobei dann die spitzen En den der Zacken 25 und 26 abgeschnitten, sind, jedoch die einzelnen Zähne oder viereckigen Klauen nach wie vor in die Zwischenräume zwischen den Gegenzähnen oder Klauen hineinragen.
In allen diesen Fällen entsteht die allseitige Schwenkbarkeit des Stabes 5 gegenüber dem Kupplungsflansch durch Schubbeanspruchung der Gummizwischen lagen. Die Torsionsbeanspruchung des Sta bes durch das Nutzdrehmoment überträgt sich vom Kupplungsflansch auf den Stab durch Druckbeanspruchung der Gummizwi- sehenlagen an den Zacken-, Zahn oder Klauenflanken. Bei dieser Anordnung ist zwar im Gegensatz zur Fig. 1 eine gering fügige Verdrehung des Stabes gegenüber dem Kupplungsflansch vorhanden. Diese Verdre hung ist aber für die beabsichtigte Wirkungs weise der Kupplung ohne Belang.
Sie beein trächtigt jedenfalls diese Wirkungsweise in keiner Hinsicht. Die Gummizwischenla.ge hat anderseits den Vorteil, dass stossweise oder periodische Änderungen des Nutzdrehmo mentes abgedämpft werden.