DD278623A1

DD278623A1 - Bewegliche und schaltbare mitnehmerkupplung

Info

Publication number: DD278623A1
Application number: DD32385788A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Muench; Lothar Lindner
Original assignee: Grossdrehmaschbau 8 Mai Veb
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-05-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine bewegliche und schaltbare Mitnehmerkupplung mit formschluessigen Mitnehmerelementen und mit Einrichtungsteilen zum Ausgleich von Achsversetzungen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine formschluessig wirkende Kupplung zu schaffen, die aus wenigen, unkompliziert zu fertigenden Teilen besteht, gewisse parallele Achsversetzungen der zu kuppelnden Wellen ausgleicht und geeignet ist, bezogen auf die betriebsmaessig zu uebertragenden Kraefte, Drehmomente querkraftfrei und bei hohen Drehzahlen zu uebertragen. Dies wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass in einem der Kupplungsflansche der nach der an sich bekannten Bauart einer Oldham-Kupplung aufgebauten erfindungsgemaessen Kupplung konzentrisch ein Fuehrungszapfen eingesetzt ist, der mit Formelementen zur axialen Fixierung und teilweisen Vorzentrierung der Mitnehmerscheibe an diesem Kupplungsflansch versehen ist und dass die Mitnehmerscheibe ihrerseits in bestimmter Weise mit einer konzentrischen Bohrung versehen ist. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung mit formschlüssigen Mitnehmerelementen und mit Einrichtungsteilen zum Ausgleich von Achsversetzungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind zur querkraftfreien Drehmomentenübertragung zwischen Antriebsgliedern, die auch Achsversetzungen aufweisen können, Mitnehmerscheibenkupplungen, deren Mitnehmerscheiben sich durch den Kontakt über Kraftübertragungsflanken mit den weiteren Kupplungsflanschen selbst zentrieren und die zum Teil der Erzielung bestimmter Eigenschaften weitere zusätzliche Merkmale, wie z. B. in der DE-PS 3543025 beschrieben, aufweisen.

Bekannt sind weitere Kupplungen zur Erzielung vorbeschriebener Eigenschaften, so z.B. in der DE 3151401 veröffentlicht, die durch die Anordnung umfangreicher Elemente gekennzeichnet sind. Diese vorgenannten Kupplungen besitzen den Nachteil der ortsfesten Anordnung der Kupplungsflansche, zwischen denen die weiteren Kuppelteile positioniert werden. Weiter sind bekannt, zweiteilige, trennbare Kupplungen mit Kupplungsklauen und parallelen Kraftübertragungsflächen. Sie lassen in einer radialen Hauptachse freie Bewegung zum Ausgleich vo larallelem Achsversatz zu, besitzen jedoch in der anderen radialen Hauptachse keinerlei A jsgleichsmöglichkeit von Achsversatz, führen in dieser Achsrichtung zu Querverspannungen mit undefinierbaren Kraftgrößen.

Bekannt sind außerdem durch die DD-PS 241107 lösbare Zahnkupplungen zur formschlüssigen Verbindung von Rotationsteilen, die mit zum Teil aufwendigen technischen Mitteln zum Einkuppeln der Kupplungsflansche in jeder beliebigen Winkellage zueinander bewirken sollen, die jedoch durch die Vielzahl der in Wirkverbindung stehenden Teile, Probleme der Laufgüte beim Betrieb mit hohen Drehzahlen mit sich bringen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, mit einer Kuppeleinrichtung, die die vorteilhaften Eigenschaften der einzelnen bekannten Kupplungstypen vereinigt, Getriebeteile in unterschiedlichen Baueinheiten, vorzugsweise an Bearbeitungsmaschinen, beliebig oft in Wirkverbindung zu bringen und dabei zur Vereinfachung des technischen Aufwandes den Zustand auszunutzen, daß die zu kuppelnden Wellenanden der einzelnen Getriebeteile sich bereits in definierter Winkellage befinden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine formschlüssig wirkende Kupplung zu schaffen, die aus wenigen unkompliziert zu fertigenden Teilen besteht, gewisse parallele Achsversetzungen der zu kuppelnden Wellen ausgleicht und geeignet ist, bezogen auf die betriebsmäßig zu übertragenden Kräfte, Drehmomente querkraftfrei und auch bei hohen Drehzahlen zu übertragen, wobei die Kupplungsteile ortsfest an zwei in Achsrichtung relativ zueinander verschiebbaren beliebig oft leicht zu kuppelnden, einzelne Getriebeteile enthaltende, getrennte Baueinheiten angeordnet werden können und die außerdem die Nachteile der bekannten Kupplungsausführungen vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem der Kupplungsflansche der nach der an sich bekannten Bauart einer Oldham-Kupplung aufgebauten erfindungsgemäßen Kupplung konzentrisch ein Führui\tszapfen eingesetzt ist, der mit Formelemente ί 7ur axialen Fixierung und teilweisen Vorzentrierung der Mitnehmerscheibe an uiccirn Kupplungsflansch versehen ist und uaß die Mitnehmerscheibe ihrerseits in bestimmter Weise mit einer konzentrischen Bohrung versehen ist. Weiterhin befinden sich in einer Ausbildungsform der Erfindung zwischen den Kupplungsklauen eines Kupplungsflansches und der Mitnehmerscheibe oder in einer zweiten Ausbildungsform der Erfindung zwischen der Mitnehmerscheibe und dem Führungszapfen Mittel, die mit mindestens in der in radialer Richtung freien Bewegungsachse der Mitnehmerscheibe elastisch wirkende Kräfte erzeugen, wodurch die Mitnehmerscheibe weitgehend in der Achse des Kupplungsflansches, woran sie mittels des Führungszapfens befestigt ist, elastisch zentriert wird. Schlanke Einführungsschrägen an den Kraftübertragungsflächen der Kupplungsklauen dienen der Sicherung des Einkuppelvorganges während der axialen Bewegung der Kupplungsteile ^,

zueinander.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsboispiel erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in der

Fig. 1: einen Halbschnitt in Längsrichtung durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung, Fig. 2: den Schnitt A-A in Querrichtung durch die Kupplung gemäß Fig. 1,

Fig. 3: einen Halbschnitt in Längsrichtung durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung.

Eine Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in der Fig. 1 und der Fig. 2, wird beispielsweise beschrieben für line Bauweise der Kupplung mit Ausnehmungen in der Mitnehmerscheibe und Kupplungsklauen an den Kupplungsflanschen. Die Bauweise kann jedoch bei gleichen Funktionsmerkmalen auch umgekehrt sein.

Die an sich bekannte Grundbauform einer Oldham-Kupplung ist durch Kupplungsflansche 1; 2, mit symmetrisch gegenüberliegenden Kupplungsklauen 3; 4 mit parallelen Kraftübertragungsflächen 5; 6 an jedem der Kupplungsflansche 1; 2 und weiter durch eine Mitnehmerscheibe 7 mit zu den Kupplungsklauen 3; 4 kontraren Ausnehmungen 8, ebenfalls mit Kraftübertragungsflächen 9 und weiter mit Grundflächen 10, charakterisiert. In einem der Kupplungsflansche 1; 2, beispielsweise im Kupplungsflansch 1, ist koaxial zu dessen Achse ein Führungszapfen 11 eingesetzt, der durch eine ebenfalls koaxial in der Mitnehmerscheibe 7 befindliche Bohrung 12 hindurchragt. Die Durchmesser des Führungszapfens 11 und der Bohrung 12 weisen deutlich unterschiedliche Größe auf. Der Führungszapfen 11 ist beiderseits der Mitnehmerscheibe 7, mittelbar oder unmittelbar, mit Bunden 13 versehen, die Bundhöhen 14 und Bunddurchmesser 15 aufweisen.

Charakterisiert sind die Bunde 13 dadurch, daß die Bundhöhen 14 größer sind als die Durchmesserdifferenz zwischen Führungszapfen 11 und Bohrung 12.

Weiterhin besitzen die Kupplungsklauen 3 des Kupplungsflansches 1 je eine radial verlaufende Bohrung 20, die sich in einer gemeinsamen Achse befindet und die die Rotationsachse des Kupplungsflansches 1 schneidet. In jeder der Bohrungen 20 ist eine Druckfeder 21 eingesetzt, die sich einerseits an einem verstellbaren Gegenstück 22, beispielsweise 6>nem Gewindestift, und andererseits an der Grundfläche 10 der Mitnehmerscheibe 7 abstützt und damit auf diese eine radiale Kraft erzeugt.

Die Druckfedern 21 sind in ihrer Charakteristik so ausgebildet, daß sie in der Wirkposition die Gewichtslast der Mitnehmerscheibe 7 bei minimaler Einfederung sicher aufnehmen. An den Kopfenden 16 der Kraftübertragungsfläche 6 der Kupplungsklauen 4 des Kupplungsflansches 2 befinden sich außerdem keilförmige Flächen 17. Diese keilförmigen Flächen 17 können jedoch auch in einer analogen Ausbildung anstatt an den Kupplungsklauen 4 an den zugeordneten Kraftübertragungsflächen 9 der Mitnehmerscheibe 7 angeordnet sein.

In einer weiteren, gleichwertigen Ausbildungsform der Erfindung, die in der Fig. 3 dargestellt ist, werden die radialen Kräfte auf die Mitnehmerscheibe 7 durch einen oder mehrere zwischen den Führungszapfen 11 und die Bohrung 12 der Mitnehmerscheibe 7 eingelegte Profilringe 18 aus elastischem Material erzeugt.

Zur Aufnahme der Profilringe 18 ist der Führungszapfen 11 vorzugsweise mit Rillen 19 versehen, die so bemessen sind, daß in der Wirkposition der Profilringe 18, diese durch Verformung Kräfte auf die Umbauteile, insbesondere auf die Wand der Bohrung 12, der Mitnehmerscheibe 7, in zweckentsprechender Größe ausüben. Die Kupplungsklauen 3 am Kupplungsflansch 1 sind in diesem Falle massiv bleibend, ohne die Bohrungen 20 und deren Elemente.

Die Wirkungswelse der Einrichtung ist wie folgt:

Der Kupplungsflansch 1 befindet sich auf einem Wellenzapfen einer von zwei getrennten Baueinheiten, die jeweils einzelne Getriebeteile enthalten; der Kupplungr-flansch 2 befindet siten; der Kupplungsflansch 2 befindet sich auf einem Wellenzapfen der zweiten Baueinheit. Die Wellenzapfen befinden sich in definierten Winkellagen. Die Bunde 13 am Führungszapfen 11 bewirken die axiale Fixierung der Mitnehmerscheibe 7 im Bereich des Kupplungsflansches 1 und sichern damit die ständige Wirkverbindung der Mitnehmerscheibe 7 und den Kupplungsflansch 1. Die Mitnehmerscheibe ist dabei in einer ihrer radialen Hauptachsen in der Rotationsachse des Kupplungsflansches 1 lagefixiert durch den Kontakt der Kraftübertragungsflächen 5 und 9, während sie in der zweiten radialen Hauptachse durch das Gleiten der Kraftübertragungsflächen 5 und 9 aneinander in durch den Durchmesserunterschied von Führungszapfen 11 und Bohrung 12 vorwählbaren Grenzen prinzipiell frei querverschiebbar ist. Zur Ausführung des Kuppelvorganges mit dem Kupplungsflansch 2,

d. h. der Einführung der Kupplungsklauen 4 in die zugeordneten Ausnehmungen 8 der Mitnehmerscheibe 7, ist Voraussetzung, daß diese Ausnehmungen 8 in der in radialer Dichtung an sich querbewegbaren Hauptachse der Mitnehmerscheibe 7 auf die Rotationsachse, mindestens des Kupplungsflansches 1, vorzentriert werden.

Das geschieht in der ersten Ausbildungsform der Erfindung, durch die sich bei Symmetrielage der Mitnehmerscheibe 7 zum Kupplungsflansch 1 ausgleichenden Kräfte der Druckfedern 21, die daraufhin zum Beispiel mittels der Gegenstücke 22 justierbar sind. Bei Abweichungen der qmrbewegbaren radialen Hauptachse der Mitnehmerscheibe 7 aus der Symmetrielage wirkt die sich dann einstellende Kraftdiffe enz aus den Kräften der Druckfedern 21 rückstellend auf die Mitnehmerscheibe 7. Zweckmäßigerweise werden αίβ Druckfedern 2 i in ihrer Charakteristik so ausgebildet, daß bereits bei geringen Abweichungen der Mitnehmerscheibe 7 aus der Symmetrielage die Kraftdifferenz die Größe der Gewichtskraft der Mitnehmerscheibe 7 erreicht, so daß sich in allen möglichen Winkellagen des Kupplungsflansches 1 praktisch eine elastische Vorzentrierung der Mitnehmerscheibe 7 ergibt. Im Falle von Abweichungen der Mitnehmerscheibe 7 von der Symmetrielage im gekuppelten Zustand wirkt diese Differenzkraft bei während des Betriebes sich lagebedingt ergebenden Zentrifugalkräften an der Mitnehmerscheibe 7 entgegengesetzt gerichtet dieser Zentrifugalkraft entgegen.

In einer weiteren, gleichwertigen Ausbildungsform der Erfindung erfolgt die vorbeschriebene Vorzentrierung der frei querbowegbaren Hauptachse der Mitnehmerscheibe 7 auf die Symmetrielage durch die Wirkung der radialen Komponenten der Verformungskräfte der Protilringe 18, insbesondere der Ringsektoren, die auf die Bewegung der querverschiebbaren Hauptachse Einfiuß ausüben körnen, in analoger Weise, wie bereits in der ersten Ausbildungsform der Erfindung beschrieben. Die keilförmigen Flächen 17, beispielsweise an den Kopfenden 16 der Kupplungsklauen 4 des Kupplungsflansches 2, dienen der Ausführbarkeit des Kuppelvorganges der beiden getrennten Kupplungsteile während der axialen Kuppelbewegung; sie bewirken neben dem Ausgleich von Restfehlern der Symmetrielage der Mitnehmerscheibe 7 aus der Vorzentrierwirkung der erfindungsgemäßen Mittel insbesondere die Verschiebung der Mitnehmerscheibe 7 in der querverschiebbaren, radialen Hauptachse auf die Rotationsachse des Kupplungsflansches 2, die dabei nicht übereinstimmend mit der des Kupplungsflansches 1 sein muß.

Claims

1. Bewegliche und schaltbare Mitnehmerkupplung nach dem Prinzip der Oldham-Kupplung mit Kupplungsflanschen mit symmetrisch angeordneten Kupplungsklauen mit parallelen Kraftübertragungsflächen und mit Mitnehmerscheibe mit konträren Ausnehmungen oder mit Kupplungsflanschen und Ausnehmungen und mit Mitnehmerscheibe mit symmetrischen Kupplungsklauen und parallelen Kraftübertragungsflächen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupplungsflansch (1) koaxial angeordnet einen Führungszapfen (11) und dieser Führungszapfen (11) unmittelbar oder mittelbar planseitige Bunde (13) mit Bunddurchmessern (15) aufweist, daß die Mitnehmerscheibe (7) eine konzentrische Bohrung (12) aufweist, die den Führungszapfen (11) umschließt, daß die Bundhöhen (14) der planseitigen Bunde größer als die Hälfte der Durchmesserdifferenz des Führungszapfens (11) und der Bohrung (12) der Mitnehmerscheibe (7) sind.

2. Bewegliche und schaltbare Mitnehmerkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsflächen (5,6) der Kupplungsklauen (3,4) mindestens eines Kupplungsflansches (1,2) am Kopfende (16) der Kupplungsklauen (3,4) zusätzlich keilförmige Flächen (17) aufweisen.

3. Bewegliche und schaltbare Mitnehmerkupplung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerscheibe (7) mit Mitteln in Wirkverbindung steht, die radiale Kräfte auf sie ausüben, welche symmetrisch angreifen, aber jeweils entgegengesetzt gerichtet sind.

4. Bewegliche und schaltbare Mitnehmerkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel alternativ entweder Druckfedern (21) sind, diese Druckfedern mit je einem Gegenstück (22) in einer radial verlaufenden Bohrung (20) jeder Kupplungsklaue (3) des einen Kupplungsflansches (1) angeordnet sind und außerdem von Grundflächen (10) der Mitnehmerscheibe (7) begrenzt werden oder daß diese Mittel alternativ ein oder mehrere elastomere Profilringe (18) sind und diese Profilringe (18) im Ringspalt, bestehend aus dem Führungszapfen (11) und der Bohrung (12) der Mitnehmerscheibe (7) angeordnet sind.