Drehfedernde Kupplung Die Erfindung betrifft eine drehfedernde Kupp lung für extrem grosse Umfangskräfte, besonders für Propellerwellen in Schiffen, mit stabförmigen, federnden, auf Zug beanspruchten übertragungsele- menten, welche<B>-</B> in Sehnenrichtung liegend<B>-</B> den treibenden und den getriebenen Teil verbinden.
Die bekannten drehelastischen Kupplungen mit Zugfedern als übertragungselemente sind für grosse Drehmomente bzw. grosse Umfangskräfte bei gleich zeitiger Biegebeanspruchung, die aus Relativver schiebungen infolge axialer oder radialer Wellenver lagerungen (z. B. Lagerspiel, keine geometrisch ge naue Fluchtung) herrühren können, nicht geeignet, da diese Elemente nur für reine Zugbeanspruchung aus gelegt sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Zugfederelemente nicht einzeln einstellbar sind, so dass die gleichmässige Aufteilung der Umfangs kraft auf alle übertragungselemente nicht gewährlei stet ist.
Die vorliegende Erfindung behebt diese Mängel dadurch, dass die übertragungselemente als einzeln einstellbare Dehnschrauben mit einer solchen Bie geelastizität ausgebildet sind, dass sie Relativver schiebungen der zu verbindenden Wellen ohne blei bende Verformung aufnehmen können. Diese als Dehnschrauben ausgebildeten Zugstäbe können zweckmässig nach Art der Speichen bei Rädern überlagert werden, so dass auf relativ geringem Raum eine grosse Anzahl von Übertragungselemen ten angeordnet werden kann.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. <B>1</B> eine Doppelkupplung im Axialschnitt Fig. 2 die Kupplung nach Fig. <B>1</B> im Schnitt nach Linie II-II der Fig. <B>1</B> und Fig. <I>3a,<B>b</B></I> und c verschiedene Querschnitte der Dehnschrauben.
An den Flansch<B>1</B> der Welle 2 ist der Innenring<B>3</B> angeschraubt, in welchem die Umfangsnuten 4,<B>5</B> ein gearbeitet sind. Die Stege<B>6, 7, 8</B> sind<B>-</B> in gleichen Abständen über den Umfang verteilt<B>-</B> mit achspa rallelen Bohrungen versehen, in die die Ankerbolzen <B>9</B> eingepresst sind. Diese wiederum weisen queraxial verlaufende Gewindelöcher<B>10</B> auf, in welche die an einem Ende mit entsprechendem Gegengewinde ver- sehenen Dehnschrauben<B>11</B> als biegeelastische Zug stäbe eingeschraubt sind. Mittels Kerbstiften 12 sind diese Schraubverbindungen gesichert.
Konzentrisch um den Innenring <B>3</B> ist der Aussen ring<B>13</B> angeordnet, der an einem Flansch der Büchse 14 mittels Passschrauben<B>15</B> gehalten ist. In diesen Aussenring sind vom Umfang her schräg liegende Bohrungen<B>16, 17</B> eingearbeitet, und zwar mit einer solchen Schräglage, dass die mit der Bohrungsachse zusammenfallende Sehne die Achse des zugehörigen Ankerbolzen<B>9</B> schneidet. In diesen Bohrungen sind Federn<B>18,</B> hier als Tellerfedern ausgebildet, ange ordnet, auf denen sich die Dehnschrauben<B>11</B> entwe der<B>-</B> wie bei<B>19</B> gezeigt<B>-</B> mittels Kronenmutter 20 oder<B>-</B> wie bei 21 gezeigt<B>-</B> mittels einer Konusmut- ter 22, die mit einer Kappe<B>23</B> mit entsprechendem Innenkonus gesichert ist, abstützen.
Die Konusmutter 22 gestattet eine sehr genaue Einstellung einer gerin gen Vorspannung, wodurch erreicht wird, dass alle Dehnschrauben den gleichen Anteil der Umfangs kraft übernehmen.
Da die grössten Wellenverschiebungen normaler weise von dem Propellerschub hervorgerufen werden, müssen die biegeelastischen Dehnschrauben so aus gebildet sein, dass sie den in dieser Richtung wirken den Kräften den geringsten Widerstand entgegenset- zen. Solche Querschnitte sind beispielsweise in Fig. <I>3a,<B>b</B></I> und c gezeigt.
Die Linie x-x bedeutet darin eine die Dehnschraubenachse schneidende, zur Wellen achse parallele Achse. y-y sind dazu senkrecht ver laufende Mittelachsen. Fig. 3a zeigt einen Rechteck- querschnitt, bei dem bekanntlich das Widerstands moment Wy (bezogen auf y-Achse) kleiner ist als Wx. Gemäss Fig. <B>3b</B> und c kann man nun das Moment Wy durch Ausfräsen von zur y-Achse paral lel verlaufenden Schlitzen stärker verringern als Wx,
wodurch mit kreisförmigen oder quadratischen Grundquerschnitten das gleiche Ziel erreicht wird.
Bei in beiden Drehrichtungen wirksamen Kupp lungen werden<B>-</B> wie in Fig. <B>1</B> und 2 gezeigt<B>-</B> in jeden Ankerbolzen<B>9</B> zwei Dehnschrauben<B>11</B> einge schraubt und zwar so, dass sie jeweils in entgegenge setzten Richtungen angreifen.
Die Zeichnung stellt eine Doppelkupplung dar, bei der alle Bauglieder spiegelbildlich, zur achsnor malen Mittelebene der Büchse 14 gespiegelt, ange ordnet sind. Dadurch erhält diese Kupplung eine grössere Unempfindlichkeit gegen Winkeländerun gen, wie dies besonders für Schiffe notwendig ist.
Torsion spring coupling The invention relates to a torsion spring coupling for extremely large circumferential forces, especially for propeller shafts in ships, with rod-shaped, resilient, tensile transmission elements which lie in the direction of the chord <B> - </ B> connect the driving and the driven part.
The known torsionally flexible couplings with tension springs as transmission elements are not suitable for large torques or large circumferential forces with simultaneous bending stress, which can result from relative displacements due to axial or radial shaft displacements (e.g. bearing play, no geometrically precise alignment). because these elements are only designed for pure tensile stress. Another disadvantage is that the tension spring elements cannot be adjusted individually so that the even distribution of the circumferential force on all transmission elements is not guaranteed.
The present invention overcomes these deficiencies in that the transmission elements are designed as individually adjustable expansion screws with such a bending elasticity that they can accommodate Relativver displacements of the shafts to be connected without permanent deformation. These tension rods, designed as expansion screws, can expediently be superimposed in the manner of the spokes on wheels, so that a large number of transmission elements can be arranged in a relatively small space.
An embodiment of the invention is explained below. The associated drawings show in FIG. 1 a double clutch in axial section, FIG. 2 the clutch according to FIG. 1 in section along line II-II in FIG. 1 / B> and Fig. <I>3a ,<B>b</B> </I> and c different cross sections of the expansion screws.
The inner ring <B> 3 </B>, in which the circumferential grooves 4, <B> 5 </B> are machined, is screwed onto the flange <B> 1 </B> of the shaft 2. The webs <B> 6, 7, 8 </B> are <B> - </B> distributed at equal intervals over the circumference <B> - </B> with axially parallel bores into which the anchor bolts <B > 9 </B> are pressed in. These in turn have threaded holes 10 running transversely axially into which the expansion screws 11, provided at one end with a corresponding mating thread, are screwed as flexible tension rods. These screw connections are secured by means of grooved pins 12.
The outer ring <B> 13 </B> is arranged concentrically around the inner ring <B> 3 </B> and is held on a flange of the bushing 14 by means of fitting screws <B> 15 </B>. In this outer ring inclined bores <B> 16, 17 </B> are incorporated from the circumference, specifically with such an inclination that the chord coinciding with the bore axis intersects the axis of the associated anchor bolt <B> 9 </B> . In these bores, springs <B> 18 </B> are designed here as disc springs, are arranged on which the expansion screws <B> 11 </B> either <B> - </B> as in <B> 19 </B> shown <B> - </B> by means of castle nut 20 or <B> - </B> as shown at 21 <B> - </B> by means of a conical nut 22, which is fitted with a cap < B> 23 </B> is secured with a corresponding inner cone.
The conical nut 22 allows a very precise setting of a low preload, which means that all expansion screws take on the same proportion of the circumferential force.
Since the greatest shaft displacements are normally caused by the propeller thrust, the flexible expansion screws must be designed in such a way that they offer the least resistance to the forces acting in this direction. Such cross-sections are shown, for example, in FIGS. <I>3a, <B>b </B> </I> and c.
The line x-x means an axis that intersects the expansion screw axis and is parallel to the shaft axis. y-y are perpendicular to this ver running central axes. 3a shows a rectangular cross-section in which, as is known, the drag torque Wy (based on the y-axis) is smaller than Wx. According to FIGS. 3b and c, the moment Wy can now be reduced more than Wx by milling out slots that run parallel to the y-axis,
whereby the same goal is achieved with circular or square basic cross-sections.
With couplings effective in both directions of rotation, <B> - </B> as shown in FIGS. <B> 1 </B> and 2 <B> - </B> in each anchor bolt <B> 9 </B> two expansion screws <B> 11 </B> screwed in in such a way that they each engage in opposite directions.
The drawing shows a double clutch in which all members are mirror images, mirrored to the axis normal paint center plane of the sleeve 14, are arranged. This gives this coupling greater insensitivity to Winkeländerun conditions, as is particularly necessary for ships.