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Schaltbare drehelastische Einscheibenreibungskupplung Drehelastische
Kupplungen, die als elastisches Glied einen oder mehrere Gummikörper enthalten,
sind in vielen Ausführungen allgemein bekannt. Diese Kupplungen haben den Zweck,
insbesondere die bei der Übertragung eines Drehmomentes von einer nach einem Taktverfahren
arbeitenden Kraftmaschine auf eine Arbeitsmaschine od. dgl. auftretenden Drehschwingungen
zu dämpfen und zu vernichten. um eine Beschädigung der Arbeitsmaschine zu verhüten.
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Es ist auch bereits eine drehelastische Wellenkupplung bekanntgeworden,
bei der eine an der einen zu kuppelnden Welle. angeordnete Reibscheibe zwischen
zwei an der anderen Welle sitzenden Gummiklotzringen von ungleicher Biegesteifigkeit
liegt und bei der der eine Gummiklotzring sowohl mit der Welle als auch mit der
Reibscheibe fest verbunden ist, während der andere Gummiklotzring nur mit der Welle
fest verbunden ist und einen von ihm getragenen Reibbelag gegen die Reibscheibe
andrückt.
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Alle bekannten drehelastischen Kupplungen dieser Art sind jedoch nicht
schaltbar, d. h. sie lassen sich nicht im Betrieb willkürlich ein- oder ausrücken.
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Um nun diesen erheblichen Nachteil auszuschalten und für drehelastische
Kupplungen eine Schaltmöglichkeit zu schaffen, ist man zu der nur als Notlösung
zu bezeichnenden Anordnung gekommen, eine der bekannten nicht schaltbaren drehelastischen
Kupplungen mit einer nicht drehelastischen Schaltkupplung zu verbinden.
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Diese Notlösung hat jedoch wiederum den großen Nachteil, daß für einen
solchen Konstruktionsfall stets zwei Kupplungen, die mehr oder weniger ineinander
gebaut sein können, erforderlich sind. Trotz der Ineinanderschachtelung der beiden
Kupplungen bleibt der Platzbedarf hierfür, besonders in axialer Richtung, stets
groß, so daß in den meisten Fällen, in denen es auf eine raumsparende Konstruktion
ankommt, der Einbau unmöglich ist.
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Für die Erfindung ergibt sich hieraus die Aufgabe, eine Kupplung zu
schaffen, die schaltbar ist und im eingerückten Zustande die günstigen drehelastischen
und schwingungsdämpfenden Eigenschaften der bekannten drehelastischen Kupplungen
besitzt.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der an einer
der zu kuppelnden Wellen sitzende, einen Rotationshohlkörper darstellende, drehelastische
Gummikörper durch einen achsnormalen Schnitt in zwei Teile getrennt ist und jeder
dieser Teile an der Trennfläche einen Reibring trägt, die unter Ausnutzung der Druckelastizität
der Gummikörper mit einer an der anderen Welle oder einem anderen Maschinenteil
angeordneten und Reibbeläge tragenden Reibscheibe zusammenwirken und daß an den
Reibringen eine das Ausrücken der Kupplung ermöglichende, an sich bekannte Spreizvorrichtung
angreift.
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Um eine ausgiebige Drehelastizität zu erhalten, ist es zweckmäßig,
die Gummikörper in an sich bekannter Weise aus einer Anzahl ringförmig angeordneter
einzelner Gummiklötze oder -pakete zu bilden, wobei die auf . der einen Seite sitzenden
Gummiklötze oder -pakete eine andere Biegesteifigkeit besitzen können, als die der
anderen Seite.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 einen axialen Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt
nach der Linie II-II der Abb. 1, Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III
der Abb. 1 und Abb.4 eine Einzelheit der einen Ausführungsform.
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In allen Abbildungen sind gleiche oder einander entsprechende Maschinenteile
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei der Ausführungsform gemäß den Abb. 1 bis 4 ist auf einem Wellenstumpf
1; dessen freies Ende einen Bund 2 od. dgl. aufweist, mittels eines Einlegekeiles
3 eine einen Flansch 4 tragende Büchse 5 unverdrehbar befestigt, die mit ihrem einen
Ende gegen den Bund 2 anliegt. Das andere Ende dieser Büchse 5 ist auf ein bestimmtes
Stück auf die Hälfte ihrer Wandstärke abgesetzt, so daß an ihr eine Außenschulter
6 gebildet ist. Auf den abgesetzten Teil der Büchse 5 ist ein im Ouersc'hnitt U-förmiger,
mehrteilig ausgeführter Führungsring 7 aufgeschoben und zwischen diesen und die
Schulter 6 einige dünne Distanzringe 8 eingefügt, deren Außendurchmesser gleich
dem der Büchse 5 und deren Innendurchmesser gleich
dem Außendurchmesser
des abgesetzten Teiles der Büchse 5 ist.
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Auf die Welle 1 ist ferner, durch den Einlegekeil 3 ebenfalls gegen
Verdrehung gesichert, eine zweite Büchse 9 aufgesetzt, die einen in seinen Abmessungen
dem Flansch 4 entsprechenden Flansch 10 trägt. Das der Büchse 5 zugekehrte Ende
der Büchse 9, die den gleichen Außendurchmesser wie die Büchse 5 hat, ist soweit
ausgedreht, daß sie über das abgesetzte Ende der Büchse 5 gegen den Führungsring
7 geschoben werden kann. Zwischen der Büchse 9 und dem Führungsring 7 sind ebenfalls
Distanzringe 11, und zwar in Stärke und Anzahl gleich den Distanzringen 8, eingelegt.
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Das äußere Ende der Büchse 9 ist auf ein kurzes Stück auf den gleichen
Außendurchmesser wie die Büchse 5 abgesetzt. Über diesen Absatz ist ein im Querschnitt
winkelförmiger Ring 12 gelegt, dessen axialer Schenkel genau in -den Absatz hineinpaßt.
Gegen axiale Verschiebung auf der Welle 1 sind die Büchsen 5 und 9 mit dem zwischen
ihnen liegenden Führungsring 7 durch einen vor dem Winkelring 12 in die Welle 1
eingesetzten Sprengring gesichert.
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An dem Flansch 4 ist ein aus mehreren ringsektorförmigen Gummiklötzen
14 bestehender druck- und in Umfangsrichtung biegeelastischer Ring angebracht. Die
Stirnseiten dieser Gummiklötze 14 sind durch einen auf ihnen befestigten Reibring
15 aus verschleißfestem Werkstoff, z. B. Stahl, miteinander verbunden: Der an seinem
inneren Umfang in axialer Richturig verdickte Reibring 15 besitzt an dieser Verdickung
eine Anzahl zur achsnormalen Ebene in Umfangsrichtung geneigte Keilflächen, die
von einander durch nicht geneigte in der achsnormalen Ebene liegende Flächen getrennt
sind.
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Der Flansch 10 der Büchse 9 trägt ebenfalls einen aus mehreren ringsektorförmigen
- Gummiklötzen 16 gebildeten druck- `und in Umfangsrichtung biegeelastischen Ring.
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Die Biegesteifigkeit der Gummiklötze 16 ist jedoch eine andere, z.
B. geringere, als die der Gummiklötze 14. Die Stirnseiten der Gummiklötze 16 sind
in gleicher Weise, wie die Gummiklötze 14 durch einen verschleißfesten Reibring
17 miteinander verbunden, der dem Reibring 15 spiegelbildlich gleicht.
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Zwischen die beiden Reibringe 15 und 17 greift eine beiderseits mit
Reibbelägen 18 versehene Reibscheibe 19; die mittels eines Flansches 20 an dem zu
kuppelnden Maschinenteil (nicht dargestellt) befestigt ist. Zwischen diesem Maschinenteil
und dem Flansch 20 sind einige Distanzringe 21 eingelegt, deren Dicke derjenigen
der Distanzringe 8 und 11 entspricht.
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In der Rinne des U-förmigen Führungsringes 7 ist mit einem ringförmigen
Bund eine Schaltscheibe 22 drehbar gelagert, die zwischen die Reibringe 15 und 17
ragt und deren Seiten in diesem Bereich den an den Reibringen 15 und 17 vorhandenen
Keilflächen entsprechend ausgebildet sind. Abb. 4 zeigt in Draufsicht einen Teil
des abgewickelten Umfanges der Schaltscheibe 22 und läßt erkennen, wie dieser mit
symmetrischen Keilen 23 besetzt ist.
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Die Schaltscheibe 22 trägt einen sich axial erstreckenden rohrförmigen
Ansatz 24, der auf der Büchse 9 gelagert ist und an seiner Außenseite ein zweckmäßigerweise
mehrgängiges Steilgewinde 25 aufweist.
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Auf dieses Steilgewinde 25 ist eine Rohrmutter 26 aufgesetzt, deren
freies Ende durch axiale Einschnitte in eine Anzahl Zungen 27 aufgeteilt ist. Diese
Zungen 27 ragen durch entsprechende Öffnungen 28 des Flansches 10 hindurch und sind
an ihren Enden durch eine auf der Büchse 9 unverdrehbare, aber axial verschiebbare
Schaltmuffe 29 lösbar miteinander verbunden.
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In Abb. 1 ist die Kupplung im eingerückten Zustande dargestellt. Die
Schaltscheibe 22 ist durch Verschieben der Schaltmuffe 29 nach rechts und durch
Vermittlung des Steilgewindes 25 gegenüber den Reibringen 15 und 17 so weit verdreht,
daß die Keile 23 nicht mit den Keilflächen der Reibringe 15 und 17 zusammenwirken
können. Die Gummiklötze 14 und 16 drücken daher unbehindert die Reibringe 15 und
17 gegen die Reibbeläge 18 der Reibscheibe 19, so daß ein Reibungsschluß zwischen
der treibenden Welle 1 und dem an dem anzutreibenden Maschinenteil angeschlossenen
Flansch 20 hergestellt ist und eine Drehmomentübertragung stattfinden kann.
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Erreicht die Belastung der Kupplung durch Drehschwingungen oder -stößt
eine solche Höhe, daß der durch die Biegesteifigkeit der Gummiklötze 14 bestimmte
Verdrehungswinkel überschritten wird, so beginnt der Reibring 15 auf dem Reibbelag
18 zu rutschen und zwar so lange, bis die Gummiklötze 14 wieder in ihre Ausgangslage
zurückgefedert sind. Während dieses Vorganges ist zwischen dem Reibring 17 und dem
Reibbelag 18 noch Reibungsschluß vorhanden, da die Gummiklötze 16 ihrer geringeren
Biegesteifigkeit zufolge einen größeren Verdrehwinkel zulassen. Wenn dieser jedoch
erreicht oder gar überschritten ist,_ wird der Reibring 17 durch die Biegekraft
der Gummiklötze 16 ebenfalls wieder zurückgeführt. Während des Ablaufes dieser Rückführung
sind die Gummiklötze 14 bereits wieder auf Biegung vorgespannt. Drehschwingungen
im Übertragungssystem werden durch die geschilderten Vorgänge so stark gedämpft,
daß sie weder auf die antreibende noch auf die angetriebene Maschine schädlich einwirken
können. Ein ruhiger Lauf beider Maschinen ist daher gewährleistet.
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Zum Ausrücken der Kupplung, das im Lauf und im Stillstand erfolgen
kann, wird die Schaltmuffe 29 nach links verschoben und dadurch über das Steilgewinde
25 die Schaltscheibe 22 gegenüber den Reibringen 15 und 17 so weit verdreht, daß
die Keile 23 mit den Keilflächen der Reibringe 15 und 17 zusammenwirken, die Reibringe
15 und 17 auseinanderdrücken und diese von den Reibbelägen 18 abheben.
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Um nach eingetretenem Verschleiß der Reibbeläge 18 eine Nachstellung
vorzunehmen, wird der Sprengring 13 aus seinem Sitz auf der Welle 1 entfernt und
der Winkelring 12 von der Büchse 9 abgezogen. Hierauf wird die Büchse 9 und damit
auch der Reibring 17 und die Schaltscheibe 22 mit dem Führungsring 7 und den Distanzringen
11 nach rechts verschoben. Sodann wird je nach der Größe des Verschleißes der Reibbeläge
18 einer oder mehrere der Distanzringe 8, die vorzugsweisse geschlitzt sind, abgenommen.
Ist der mit dem Reibring 17 zusammenarbeitende Reibbelag 18 ebenfalls so verschlissen,
daß auf dieser Seite auch eine Nachstellung erforderlich ist, so wird auch einer
oder mehrere der Distanzringe 11 herausgenommen. Hierauf werden die Kupplung wieder
zusammengeschoben, die herausgenommenen Distanzringe 8 und 11 auf den Absatz am
freien Ende der Büchse 9 aufgebracht, der Winkelring 12 aufgesetzt und der Sprengring
13 eingelegt.
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Da durch das Herausnehmen des Distanzringes 8 die Schaltscheibe 22
um die Ringstärke nach links gerückt ist, muß auch einer der Distanzringe 21 entfernt
werden, so, daß die Reibscheibe 18 wieder über der Mitte der Schaltscheibe 22 steht.