CH645440A5 - Elastische kupplung mit einem antreibenden, einem angetriebenen und einem zwischenglied. - Google Patents

Elastische kupplung mit einem antreibenden, einem angetriebenen und einem zwischenglied. Download PDF

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CH645440A5
CH645440A5 CH17580A CH17580A CH645440A5 CH 645440 A5 CH645440 A5 CH 645440A5 CH 17580 A CH17580 A CH 17580A CH 17580 A CH17580 A CH 17580A CH 645440 A5 CH645440 A5 CH 645440A5
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CH
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pair
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elastic coupling
coupling according
flat
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CH17580A
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Robert R Peterson
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Wright Barry Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/04Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow radial displacement, e.g. Oldham couplings

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elastische Kupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Unter den Kupplungen dieser Art, die vorzugsweise als Ausgleichskupplungen gestaltet sind, gibt es eine besondere, oft als Oldham-Kupplung bezeichnete Ausführungsart. Diese eignet sich zur Verbindung von antreibenden und angetriebenen Gliedern, deren Umdrehungsachsen entweder fluchten, oder aber zueinander parallel stehen und gegenseitig eine geringe Querverlagerung aufweisen. Zwei grundsätzliche Ausführungsformen der Oldham-Kupplung sind oft beschrieben worden, gehören also zum Stand der Technik (siehe zum Beispiel McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology ; Mc-Graw-Hill Book Company, New York City, New York; 1960; Vol. 9, Seite311 und Kent's Mechanical Engineer's Handbook, Design and Production Volume; editedby Carmichael, C., Twelfth Edition; Wiley Engineering Handbook Series; John Wiley & Sons, Inc. ; New York City, New York; 1950, Seiten 15.21-15.22). Dienach dem Prinzip der Oldham-Kupplung gebauten Kupplungen weisen allgemein zwei Joche auf, die auf den entsprechenden Enden des antreibenden und des angetriebenen Gliedes angebracht sind (wobei es sich bei den letzteren in der Regel um drehbare Wellen
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handelt), die durch mindestens ein Zwischenglied miteinander elastische Kupplung nach dem Prinzip der Oldham-Kupplung verbunden sind. Jedes Joch weist in der Regel eine Führung oder vorzuschlagen, die (1) keine Schmierung benötigt, bei der (2) die eine Nute auf. an den Stützflächen entstehenden Reibungswärmeverluste redu-Bei der herkömmlichen Oldham-Kupplung ist das Zwischen- ziert, oder überhaupt von unwesentlicher Grössenordnung sind, glied als scheibenförmiges Gleitstück ausgebildet. Dieses schei- 5 was eine Energieeinsparung bedeutet, die (3) verbesserte Stütz-benförmige Gleitstück weist auf beiden Seiten je einen Keil oder flächen aufweist, welche wesentlich höhere maximale Druckeine Zunge auf. Beide Keile erstrecken sich diametral über die Spannungen aufzunehmen vermögen, welche (4) ein grösseres Scheibe und sind gegeneinander um einen rechten Winkel ver- Aufnahmevermögen für gegenseitige Verlagerungen der dreht. Die auf jedem Joch eingelassene Nute ist vergleichsweise Wellenachsen besitzt, welche (5) verbesserte Stützflächen aufschmal ausgeführt, so dass sie mit einem entsprechenden Keil des io weist, die in der Lage sind, bei winkliger Verlagerung oder scheibenförmigen Gleitstücks in Eingriff gebracht werden kann. Querverlagerung der beiden Achsen entsprechende, entgegen-Die entstehende Verbindung weist also zwei Freiheitsgrade auf, wirkende Kräfte zu erzeugen, und die (6) verbesserte Stützflä-mittels derer sich eine Verlagerung in Querrichtung (bei welcher chen aufweist, welche die durch Verlagerungsfehler der beiden also die parallel stehenden Wellenachsen gegeneinander quer Wellen verursachte Scherbewegung aufzunehmen vermögen, versetzt sind) ausgleichen lässt. Diese Ausführungsart der Old- 15 Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist durch den ham-Kupplung lässt ein erhebliches Mass an Spiel und seitlichem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 festgelegt. Ausfüh-Versetzungsfehler (unter günstigen Bedingungen bis zu 5 % des rungsformen davon sind in den abhängigen Ansprüchen 2-18 Wellendurchmessers) zu. Sie wird für Drehzahlen bis 100 definiert.
Umdrehungen/Minute und für hohe Drehmomentbelastungen, Details und Vorteile der erfindungsgemässen elastischen welche das volle Drehmoment-Aufnahmevermögen der Welle 20 Kupplung gehen aus der folgenden, Einzelheiten offenbarenden ausnützen, häufig eingesetzt, zum Beispiel um ein Reduktionsge- Beschreibung und der begleitenden Zeichnung hervor.
triebe mit der angetriebenen Maschine zu verbinden. Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfin-
Bei einer neueren, auf dem Prinzip der Oldham-Kupplung dungsgemässen Kupplung in betriebsbereitem Zusammenbau beruhenden Ausführungsform weist das Zwischenglied als Gleit- mit einer antreibenden und einer angetriebenen Welle ;
stück ein vierkantblockförmiges Glied auf, welches sich in die 25 Fig. 2 ist eine Perspektivansicht der zerlegten Kupplung nach vergleichsweise breit ausgeführten, zueinander senkrechten Fig. 1;
Nuten der beiden Joche fügen lässt, womit ebenfalls zwei Frei- Fig. 3 veranschaulicht den Querschnitt nach der Linie 3-3 in heitsgrade für den Ausgleich seitlicher Verlagerungsfehler gege- Fig. 1 ;
ben sind. Im Vergleich zur beschriebenen, älteren Ausführungs- Fig. 4 veranschaulicht den in der Ebene 4-4 in Fig. 3 liegenden form der Oldham-Kupplung weist diese neuere Ausführungs- 30 Längsschnitt der Kupplung nach Fig. 1 ;
form wesentlich grössere Lageroberflächen (zwischen dem Block Fig. 5 stellt einen Querschnitt einer zweiten, erfindungsgemäs-
und den Seitenflächen der Jochnuten) auf; sie lässt sich daher für sen Ausführungsform dar, die der in Fig. 3 gezeigten Ausfüh-
vielseitigere Zwecke und für wesentlich höhere Drehzahlen rungsform ähnlich ist, und eine Variante veranschaulicht, bei der verwenden. Von der neueren Ausführungsform ist bekannt, dass ein homokinetischer Betrieb der Kupplung möglich ist;
sich mit ihr Verlagerungsfehler bis 10 % des Wellendurchmessers 35 Fig. 6 veranschaulicht eine Teildarstellung der Kupplung nach ausgleichen lassen. Fig. 5, geschnitten in der Ebene 6-6 nach Fig. 5;
Bei den beschriebenen, herkömmlichen Bauarten der Old- Fig. 7 ist eine schematische Perspektivansicht des in der ersten ham-Kupplung müssen die Lageroberflächen immer mit einem und zweiten Ausführungsform nach Fig. 1-6 verwendeten Zwi-
Schmiermittel versorgt werden, um übermässige Abnützung und schengliedes;
Beanspruchung zu vermeiden. Auch dann noch entsteht durch 40 Fig. 8 ist eine Perspektivansicht der zerlegten Kupplung die zwischen den Lageroberflächen entwickelte Reibungswärme gemäss einer dritten, erfindungsgemässen Ausführungsform,
stets ein Energieverlust. Zum Beispiel liegt bei geschmierten und
Lagern, in welchen metallische Flächen ausgespart sind, der Fig. 9 veranschaulicht einen Teil des in der Ebene 9-9 in
Wert des Reibungskoeffizienten zwischen 0,08 und 0,20, bei Fig. 8 liegenden Längsschnitts der dritten Ausführungsform nach einemMittelwertvon0,14.DiesevergleichsweisehohenRei- 45Fig. 8.
bungskoeffizienten sind den Energieverlusten direkt proportio- Auf in der Zeichnung wiederholt vorkommende oder einander nal. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Bauarten besteht ähnliche Teile wird mit gleichen Bezugszeichen verwiesen, darin, dass keine einen nennenswerten winkligen Verkantungs- In der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1-4 ist eine erfindungsfehler aufzunehmen vermag. Für die herkömmliche Oldham- gemäss ausgebildete Kupplung 10 zu erkennen, welche in Gestalt Kupplung wird als erträglicher Verkantungswinkel ein Wert von so der Joche 12A und 12B je ein im wesentlichen identisch gestalte-nur einem Grad genannt, für die erwähnte neuere Bauart ein tes antreibendes und angetriebenes Glied, sowie ein Zwischen-solcher von drei Grad. Überschreitet die Verkantung die genann- glied 14 umfasst. Die Kupplung 10 dient als Verbindung zwischen ten Werte, so können auf den Lageroberflächen und in den einem antreibenden und einem angetriebenen Maschinenteil, Wellen zusätzliche Beanspruchungen auftreten. Bringt man zwi- welche in Fig. 1 als Wellen 16A und 16B dargestellt sind, die (in sehen die Stützflächen eine dicke Schicht festen, herkömmlichen 55 der Zeichnung nicht gezeigt) durch Lagermittel, zum Beispiel Vollgummi ein, oder führt man bei der beschriebenen neueren durch Drehlager, gehalten und um die Rotationsachsen 18A Bauart der Oldham-Kupplung das blockförmige Zwischenglied bzw. 18B drehbar sind.
ganz aus einem Stück festem, herkömmlichem Gummi aus, so Auf den Enden der Wellen 16A und 16B sind in an sich erreichen die auf die Stützflächen wirkenden, maximalen Druck- bekannter Weise Joche 12A bzw. 12B befestigt, die durch
Spannungen typischerweise eine Höhe von ungefähr 343 N/cm2 60 geeignete Mittel wie zum Beispiel Keile 20 oder Festhalteschrau-
(35 kg/cm2). Um eine möglichst lange Lebensdauer zu gewährlei- ben 22 in einer bezüglich der entsprechenden Wellen nicht sten, müssen daher die Achsen der antreibenden und der ange- verdrehbaren Stellung gesichert werden. Wahlweise können die triebenen Welle bei ihrem Einbau genau ausgefluchtet werden. Joche und die zu ihnen gehörenden Wellen auch aus einem Stück
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer geformt sein. Jedes Joch 12 weist einen Kragen 24 und einen mit verbesserten Kupplung, bei welcher die mit dem zum Stand der 65 letzterem starr verbundenen oder ein Stück bildenden Ringflan-
Technik gehörenden Kupplungen verbundenen Probleme nicht schabschnitt 26 mit zwei parallel hervorstehenden Erhebungen mehr auftreten oder stark an Bedeutung verlieren. 28 auf, deren flach ausgebildete Innenflächen 30 zueinander
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine parallel stehen und beim Zusammenbau der Kupplung 10 die mit
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dem Zwischenglied 14 im Eingriff stehenden Stützflächen bilden. Die Stützflächen 30 der Erhebungen 28 des Jochs 12A bilden mit den entsprechenden Stützflächen 30 des Jochs 12B einen rechten Winkel; die vier Stützflächen 30 umschliessen daher in der Tat ein im wesentlichen rechtkantblockförmiges Volumen, von welchem das Zwischenglied 14 aufgenommen wird.
Das Zwischenglied 14 umfasst einen Rechtkantblock 32. Der Block weist gegenüberliegende flache Seiten 34 auf, die zueinander parallel verlaufen und ihrerseits Lageroberflächen bilden. Beim Zusammenbau der Kupplung 10 verläuft jede Seitenfläche des Blocks zur benachbarten Stützfläche 30 des entsprechenden Joches parallel.
Der oben beschriebene Aufbau entspricht demjenigen einer herkömmlichen, neuzeitlichen, nach den Prinzipien der Oldham-Kupplung gebauten Kupplung. Bei einer solchen Kupplung steht jede Seitenfläche 34 des Blocks 32 mit der entsprechenden, benachbarten Stützfläche 30 direkt im Eingriff. Gemäss dem Stand der Technik besteht der Block in der Regel vollständig aus einem elastischen Werkstoff, zum Beispiel Gummi, um die von der Drehmomentübertragung durch die Wellen 16 entstehenden Druckkräfte, und die bei winkliger Verkantung der Wellen 16 unvermeidbaren, scherenden Bewegungen aufzunehmen. Auch wenn elastisches Material verwendet wird, vermag eine derartige, dem Stand der Technik entsprechend ausgebildete Kupplung im Regelfall auf solchen Stützflächen maximale Druckbeanspruchungen in der Grössenordnung von 343 N/cm2 (35 kg/cm2), und ein sehr beschränktes Ausmass an winkliger Verlagerung aufzunehmen.
Eine erfindungsgemäss gestaltete Kupplung 10 enthält elasto-mere Stützmittel, welche zwischen jeder Seitenfläche 34 des Blocks 32 und der benachbarten Stützfläche 30 der Erhebungen 28 angeordnet werden, mit denen eine wesentlich verbesserte Einlagerung des Blocks 32 in die Joche 12 erreicht wird. Bei dem zur Lagerung verwendeten, elastomeren Lagerungsmittel handelt es sich vorzugsweise um zur Aufnahme hoher Druckbeanspruchungen geeignete, aus geschichteten Materialien bestehende Lagerungseinheiten 36. Jede Einheit umfasst in der Regel einander abwechselnde Schichten 38 und 40 aus einem Elastomer, zum Beispiel Gummi oder gewissen Kunststoffen, bzw. einem nicht dehnbaren Werkstoff, zum Beispiel einem Metall, wobei die innerste und die äusserste Schicht vorzugsweise aus dem Elastomer besteht.
Die Schichten sind, zum Beispiel mittels eines Klebezements, aneinander geklebt, wobei die innerste und die äusserste Schicht mit den benachbarten Flächen des Blocks 32 bzw. der entsprechenden Erhebung 28 beispielsweise durch eine Klebverbindung oder auf formschlüssige Weise miteinander in Eingriff gebracht werden. Durch Verwendung solcher, auf Elastomeren beruhender Lagerungseinheiten lassen sich unerwünschte Schwingungen wenigstens zum Teil dämpfen, und schwingungsbedingte Abnützungen und Beanspruchungen vermindern. Auch Energie wird eingespart, da zwischen den Stützflächen wenig oder gar keine Reibungswärme entsteht. Zudem bewirkt die Elastizität des verwendeten Elastomers in den Lagerungseinheiten den Aufbau von Reaktionskräften, welche einer Scherbewegung entgegenwirken. Die Grösse, die Dicke, die Anzahl der Schichten und das Härtemass des verwendeten Elastomers richten sich nach der Höhe der im Einzelfall zu erwartenden Druckbeanspruchungen und Verlagerungsfehler (d.h. der zu erwartenden winkligen Verlagerung und der Querverlagerung der beiden Wellen 16A und 16B), die von der Kupplung aufgenommen werden müssen.
Jede Lagerungseinheit 36 kann auch entsprechend der im Einzelfall gegebenen Belastungsart ausgelegt werden. Zum Beispiel entnimmt man den Fig. 2-4, dass jede Lagerungseinheit 36 als «flaches» Lager gezeichnet ist, deren Schichten 38 und 40 im wesentlichen eine flache, rechteckige Gestalt aufweisen. Wahlweise und mit Vorteil kann jede Lagerungseinheit 36 so ausgeführt werden, dass sie eine Verbindung einer flachen mit einer zylindrisch geformten Lagerpartie einschliesst.
Gemäss der besonderen, bevorzugten Ausführung nach Fig. 5 und 6 umfasst jede Lagerungseinheit 36A eine zylindrische Lagerpartie 42 und eine flache Lagerpartie 44, wobei jede Partie eine Vielzahl von einander abwechselnden Schichten 38 und 40 enthält, die aus einem elastischen bzw. einem nicht dehnbaren Werkstoff bestehen, und sich zwischen beiden Partien eine einzige Zwischenschicht 45 aus elastischem Werkstoff befindet. Bei dieser Ausführung steht die äusserste, elastische Schicht der flachen Partie 44 mit der Stützfläche 30 der benachbarten Erhebung 28 auf ähnliche Weise im Eingriff, wie das Lager 36 in Fig. 1-4, wobei aber deren innerste Schicht an der äusseren, ebenen Fläche der Zwischenschicht 45 eingreift. Hingegen wird an der Stelle von Block 32 auf Fig. 1-4 ein veränderter Block 32A nach Fig. 5 und 6 verwendet, dessen Oberflächen 34A zylindrisch geformt sind. Die zylindrische Lagerpartie 42 wird mit Vorteil zwischen der ebenen Lagerpartie 44 und dem Block 34A angeordnet. In der zylindrischen Lagerpartie 42 weist jede Schicht zylindrische Form auf, wobei die äusserste und die innerste Schicht so gestaltet sind, dass sie sich zur inneren Fläche der Zwischenschicht 45 bzw. der benachbarten Seitenfläche 34A des Blocks 32A fügen und mit diesen fest verbinden lassen. Die Krümmungsradien der einzelnen Schichten der zylindrischen Lagerpartie 42, sowie der zylindrischen Lagerflächen auf den Seiten 34A werden so bemessen, dass sämtliche Umdrehungs-achsen der Schichten der zylindrischen Lagerpartien 42 und der auf dem Block 34A einander gegenüberliegenden zylindrischen Lageroberflächen der Seiten 34A fluchten und vorzugsweise durch den Massenmittelpunkt von Block 32 laufen. Wie die schematische Zeichnung des Blocks 32A in Fig. 7 (in welcher sich die Achsen X, Y und Z im Massenmittelpunkt des Blocks 32A schneiden) zeigt, decken sich die Umdrehungsachsen der einzelnen, einer zur X-Achse parallelen zylindrischen Lagerpartie 42 gehörenden Schichten, sowie der zur X-Achse parallelen Seiten 34A des Blocks 32A alle mit der X-Achse. Entsprechend decken sich die Umdrehungsachsen der einzelnen, einer zur Y-Achse parallelen zylindrischen Lagerpartie 42 gehörenden Schichten, sowie der zur Y-Achse parallelen Seiten 34A des Blocks 32A alle mit der Y-Achse. Die Z-Achse ist durch die Umdrehungsachsen der Wellen 18A und 18B definiert, wenn diese Achsen fluchten.
Die Grösse, die Dicke und die Anzahl der in den Partien 42 und 44 enthaltenen Schichten, sowie der in jeder Lagerungseinheit 36A enthaltenen Zwischenschicht 45, und das Härtemass des Elastomer-Werkstoffs richten sich wiederum nach der Höhe der im Einzelfall zu erwartenden Druckbeanspruchungen. Vorteilhafterweise sollen indessen die Drehfedersteife (d.h. die einem um die Z-Achse und damit um die Achsen 18 wirkenden Verdrehungsmoment entsprechende Federsteife) der zur X-Achse parallelen zylindrischen Lagerpartien 42 im wesentlichen mit der Drehfedersteife der zur Y-Achse parallelen ebenen Lagerpartien 44 übereinstimmen. Ebenso soll die Drehfedersteife der zylindrischen Lagerpartie 42 der parallel zur Y-Achse gerichteten Lager im wesentlichen mit den Drehfederstreifen der zur X-Achse parallel gerichteten ebenen Lagerpartien 44 übereinstimmen. Werden die Lager derart ausgelegt, dass sich die Drehfedersteifen in der beschriebenen Weise verhalten, so wird ein um die Z-Achse wirkendes Verdrehungsmoment auf allen Seiten des Blocks Druckbelastungen gleicher Höhe bewirken. Als Folge einer gegebenen winkligen Verkantung oder Querverlagerung der Achsen 18 wird dabei der Block sich zur X- oder Y-Achse nur parallel bewegen.
Zudem weisen die flachen Lagerpartien 42 eine Scherfedersteife (d.h. eine den durch eine Versetzung der Achsen 18 ausgelösten Scherungskräften entsprechende Federkonstante) auf, die wesentlich (vorzugsweise um mehrere Grössenord-nungen, zum Beispiel 100 mal) grösser ist, als die Scherfedersteife der zylindrischen Lagerpartien 42. Mit dieser Eigenschaft
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lässt sich erreichen, dass die im Falle einer Versetzung der Achsen 18 auftretende Scherung fast vollständig durch die zylindrischen Lagerpartien 42, und nur zu einem sehr geringen Anteil auch durch die ebenen Lagerpartien 44 aufgenommen wird. Aufgrund dieser Eigenschaft und der nachstehend aufgezählten Tatsachen ist die anhand der Fig. 5-7 beschriebene Kupplung eine Kupplung konstanter Geschwindigkeit:
1. Die Krümmungsmittelpunkte der zylindrischen Lagerpartien liegen auf der entsprechenden X- und Y-Achse, die sich gegenseitig und mit der Z-Achse in einem gemeinsamen Mittelpunkt schneiden;
2. die Achsen 18 schneiden sich beim Auftreten einer winkligen Verlagerung in diesem Mittelpunkt, und
3. der beim Auftreten einer winkligen Verlagerung von den Achsen 18 gebildete Winkel wird von der X/Y-Ebene in diesem gemeinsamen Mittelpunkt halbiert.
Wenn also in eine der Wellen 16 bei konstanter Drehzahl ein Drehmoment eingeleitet wird, so wird dieses durch die Kupplung auf die andere Welle übertragen, so dass letztere sich mit der gleichen konstanten Geschwindigkeit dreht, unabhängig davon, ob die Achsen 18 fluchten oder gegeneinander winklig verlagert sind.
Die beschriebenen Grundsätze der vorliegenden Erfindung lassen sich auf die mehr herkömmlichen Bauarten der Oldham-Kupplung übertragen. Eine derartige Kupplung, in welcher die Grundsätze der vorliegenden Erfindung verkörpert sind, ist auf Fig. 8 und 9 dargestellt. Die Kupplung 50 umfasst in der Regel Joche 52A und 52B, welche den Jochen 12A und 12B ähnlich ausgebildet sind, allerdings mit der Ausnahme, dass sich die über die Ringflansche 56 hervorstehenden Erhebungen 54 auf wesentlich kürzere Distanz gegenüberstehen, und auf diese Weise auf jedem Joch eine über den Ringflanschabschnitt 56 diametral verlaufende Führung bilden, deren parallele Seitenflächen als Stützflächen 60 dienen.
Die Kupplung 50 umfasst ferner das Zwischenglied 62, welches vorzugsweise als scheibenförmiges Element ausgebildet wird, welches im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Ringflansch 56 aufweist. Auf beiden Seiten des Zwischenglieds 62 wird je ein Keil oder eine Zunge 64A und 64B angeordnet, deren Flanken als Stützflächen 66 dienen. Beide Keile 64 verlaufen diametral über das Zwischenstück und bilden untereinander einen rechten Winkel. Die Joche 52A und 52B befinden sich in einer solchen Stellung, dass jeder Keil 64 in die Führung 58 des zugehörigen Joches passt. Bei der herkömmlichen Kupplung stehen die von jedem Keil gebildeten Stützflächen mit der von einer Führung gebildeten Stützfläche im Eingriff, so dass die Kupplung eine gegenseitige Versetzung der Achsen des antreibenden und des angetriebenen Gliedes aufnehmen kann. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden zwischen jeder Stützfläche 66 jeden Keils 64 und der benachbarten Stützfläche 60 jeder Führung 58 Lagerungseinheiten 68 angeordnet, welche aus einem aus Elastomer aufgebauten Schichtwerkstoff bestehen. Für jede Lagerungseinheit 68 wird vorzugsweise
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ein zur Aufnahme hoher Druckbeanspruchungen geeigneter Schichtwerkstoff verwendet, dessen einander abwechselnde, aneinander geklebte Schichten 38 und 40 aus einem Elastomer-Werkstoff, bzw. einem nicht dehnbaren Werkstoff, und sowohl die innerste als auch die äusserste Schicht aus dem elastomeren Werkstoff bestehen. Wie ersichtlich, werden in diesem Fall mit Vorteil ebene Lagereinheiten angewendet, wobei sich die Grösse, die Dicke und die Anzahl der Schichten jeder Lagereinheit, sowie das Härtemass des Elastomer-Werkstoffs nach den im Einzelfall zu erwartenden Druckbelastungen richtet.
Die vorstehend beschriebene Kupplung weist gegenüber den nach dem Stand der Technik gebauten Kupplungen mancherlei Vorteile auf. Zum einen lassen sich durch die Verwendung von Lagerungseinheiten, die auf einem zur Aufnahme hoher Druckbeanspruchungen geeigneten Elastomer-Schichtwerkstoff beruhen, die von diesen Lagern aufzunehmenden Druckbelastungen erheblich steigern. Zum Beispiel lässt sich bei der neuzeitlicheren Ausführungsform der Oldham-Kupplung die erträgliche Druckbeanspruchung im Vergleich zur herkömmlichen Ausführung, bei welcher der Zwischenblock aus festem, herkömmlichem Gummi besteht,-um das zwanzigfache steigern. Dieses Ergebnis ist dem vergrösserten Formfaktor solcher Lagerungseinheiten zuzuschreiben, und der damit einhergehenden Verminderung der durch Ausbauchen verursachten Spannungen. Die Verwendung von aus einem für hohe Druckbeanspruchungen geeigneten Schichtwerkstoff bestehenden Lagerungseinheiten erübrigt das Schmieren der Lager und ermöglicht, den mechanischen Ver-schleiss zu vermindern und Energie einzusparen. Die durch Hysterese-Effekt der zwischen den Stützflächen befindlichen Elastomer-Schichten bedingten Energieverluste sind einem Reibungskoeffizienten der Grössenordnung 0,01 äquivalent, liegen also weit unter den bei den nach dem Stand der Technik verwendeten, geschmierten metallischen Lageroberflächen auftretenden Werten. Da der Reibungskoeffizient dem Energieverlust direkt proportional ist, hat die somit erreichte Reduktion des Reibungskoeffizienten eine Energieeinsparung von durchschnittlich 13 oder 14 % zur Folge. Die elastomerische Struktur der Lager dämpft unerwünschte Schwingungen wenigstens zum Teil; Lärmerscheinungen sowie schwingungsbedingte Abnützungen und Beanspruchungen lassen sich vermindern. Der Elastomer-Werkstoff baut Kräfte auf, die einer gegenseitigen Verlagerung der Achsen entgegenwirken, und vermag Querversetzungsund winklige Versetzungsfehler, aber auch die durch Versetzungen verursachte Scherbewegung aufzunehmen. Durch Verwendung von auf einem Elastomer beruhenden Lagern der auf Fig. 5 und 6 dargestellten Bauart, die sowohl aus zylindrischen als auch aus flachen Schichten bestehende Partien aufweisen, und die so ausgelegt sind, dass deren Dreh- und Scherfederkonstanten sich zueinander in der beschriebenen Weise verhalten, lässt sich schliesslich eine Kupplung konstanter Geschwindigkeit aufbauen .Noch weitere Vorteile wird der Fachmann ohne weiteres erkennen.
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Claims (18)

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    PATENTANSPRÜCHE
    1. Elastische Kupplung, die ein um eine erste Achse (18A; 18B) drehbares, antreibendes Glied und ein um eine zweite Achse (18B: 18A) drehbares, angetriebenes Glied, sowie ein Zwischenglied (14) enthält, wobei sowohl das antreibende als auch das angetriebene Glied je ein erstes Paar von voneinander beabstandeten Stützflächen (30) aufweist, und das Zwischenglied das antreibende mit dem abgetriebenen Glied verbindet, und je ein zweites und ein drittes Paar von voneinander beabstandeten Stützflächen (34) aufweist, wobei dieses zweite und dritte Paar je einem der ersten Paare zugeordnet und bezüglich des ihm zugeordneten Paares so angeordnet ist, dass j ede Stützfläche eines ersten Paares einer Stützfläche des zweiten oder des dritten Paares benachbart ist und ihr gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stützfläche (30) des antreibenden und des angetriebenen Gliedes mit einer anderen Stützfläche des Zwischengliedes (14) antriebsmässig verbunden ist, das eine Vielzahl von Lagerungseinheiten (36) umfasst, die jeweils aus einem Elastomer-Schichten aufweisenden Schichtkörper bestehen, und von welchen Lagerungseinheiten (36) jede zwischen einer Stützfläche (34) des zweiten oder dritten Paares und der ihr benachbarten Stützfläche (30) eines der ersten Paare angeordnet ist und mit dieser in Eingriff steht.
  2. 2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, in welcher jede Lagerungseinheit einander abwechselnde Schichten (38,40) aus einem Elastomer-Werkstoff und einem nicht dehnbaren Werkstoff umfasst.
  3. 3. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, in welcher jede Stützfläche (34) des zweiten und dritten Paares und die benachbarte Stützfläche (30) des ersten Paares ebene, zueinander parallel verlaufende Flächen sind.
  4. 4. Elastische Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welcher jede der Lagerungseinheiten (36) eben ist.
  5. 5. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, in welcher die Stützflächen (34) des zweiten und dritten Paares zylindrische, und die Stützflächen (30) der ersten Paare ebene Fläche sind, und jede der Lagerungseinheiten (36) eine zylindrische (42) und eine ebene Partie (44) umfasst, die jeweils mit der zugeordneten zylindrischen bzw. ebenen Stützfläche im Eingriff stehen.
  6. 6. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, in welcher das Zwischenglied (14) aus einem Block (32) besteht, und das zweite und dritte Paar der Stützflächen (34) durch je ein Paar gegenüberliegender Seitenflächen dieses Blocks gebildet sind, und das antreibende und angetriebene Glied je ein Joch (12A, 12B) mit einander gegenüberliegend angeordneten Flächen umfassen, welche die ersten Paare von Stützflächen (30) bilden.
  7. 7. Elastische Kupplung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 6, in welcher die Stützflächen (30,34) jedes der ersten Paare, sowie des zweiten und dritten Paares ebene Flächen sind, wobei jede der Stützflächen eines ersten Paares zur benachbarten Stützfläche des zweiten oder dritten Paares parallel angeordnet ist, und jede der Lagerungseinheiten eben ist.
  8. 8. Elastische Kupplung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 6, bei welcher jede Stützfläche (30) des ersten Paares eben, und jede Stützfläche (34) des zweiten und dritten Paares zylindrisch ist.
  9. 9. Elastische Kupplung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 6, in welcher die zylindrischen Stützflächen des zweiten Paares eine gemeinsame erste Krümmungsachse, und die zylindrischen Stützflächen des dritten Paares eine gemeinsame zweite Krümmungsachse aufweisen.
  10. 10. Elastische Kupplung nach Anspruch 9, in welcher die erste und zweite Krümmungsachse miteinander einen rechten Winkel. bilden und sich schneiden.
  11. 11. Elastische Kupplung nach Anspruch 10, bei welcher die erste und zweite Achse des antreibenden bzw. angetriebenen
    Gliedes zu den Krümmungsachsen senkrecht stehen und diese schneiden, wenn die Achsen fluchten.
  12. 12. Elastische Kupplung nach Anspruch 11, bei welcher der Schnittpunkt mit dem Massenmittelpunkt des Zwischengliedes (14) bzw. Blocks (32), zusammenfällt.
  13. 13. Elastische Kupplung nach Anspruch 10, in welcher jede der Lagerungseinheiten (36A) eine zylindrische Partie (42), die mit einer entsprechenden zylindrischen Stützfläche (34A) im Eingriff steht, sowie eine ebene Partie (44) aufweist, welche mit einer ebenen Stützfläche (30) im Eingriff steht.
  14. 14. Elastische Kupplung nach Anspruch 13, bei welcher jede der zylindrischen und ebenen Partien (42,44) einander abwechselnde Schichten aus einem Elastomer-Werkstoff und einem nicht dehnbaren Werkstoff enthält, wobei die Drehfedersteife j eder der zylindrischen Partien (42), die mit der zugeordneten Stützfläche des zweitenPaares im Eingriff steht, im wesentlichen übereinstimmt mit der Drehfedersteife jeder der ebenen Partien (44), welche zwischen jeder der Stützflächen des dritten Paares und der Stützfläche des zugeordneten ersten Paares angeordnet ist, und die Drehfedersteife jeder der zylindrischen Partien, welche mit der zugeordneten Stützfläche des dritten Paares im Eingriff steht, im wesentlichen übereinstimmt mit der Drehfedersteife jeder der ebenen Partien, die zwischen je einer Stützfläche des zweiten Paares und der Stützfläche des zugeordneten ersten Paares angeordnet ist.
  15. 15. Elastische Kupplung nach Anspruch 13, in welcher die Scherfedersteife der ebenen Partien (44) grösser ist als die Scherfedersteife der zylindrischen Partien (42).
  16. 16. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, in welcher das Zwischenglied (62) einen ersten und einen zweiten Keil (64A, 64B) enthält, die beide auf entgegengesetzten Seiten des Zwischengliedes angeordnet und gegeneinander um einen rechten Winkel verdreht sind, undin welcher das antreibende und das angetriebene Glied (52A, 52B) je eine Führung (58) aufweist, in welcher der zugeordnete Keil aufgenommen ist, wobei der erste und zweite Keil (64A, 64B) das zweite bzw. dritte Paar von Stützflächen (68), und jede der Führungen eines der ersten Stützflächenpaare (60) bildet.
  17. 17. Elastische Kupplung nach Anspruch 16, in welcher die Stützflächen (60) jedes des ersten, sowie des zweiten und dritten Stützflächenpaares (68) eben sind und je zueinander parallel angeordnet sind.
  18. 18. Elastische Kupplung nach Anspruch 17, in welcher jede der Lagerungseinheiten eine ebene Lagerungseinheit ist.
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