DE102006021664B4

DE102006021664B4 - Balgkupplung

Info

Publication number: DE102006021664B4
Application number: DE102006021664.4A
Authority: DE
Inventors: Jörg Jahn; Dr. Ivers-Tiffee Thomas; Heinrich Zimmermann; Roland Denefleh; Günter Oberländer
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2026-05-11
Also published as: DE102006021664A1

Abstract

Balgkupplung,wobei eine erste Kupplungswelle (1) mit einem Balg (2) direkt verbunden ist,wobei der Balg (2) mit einer zweiten Kupplungswelle (3) direkt verbunden ist,wobei der Balg (2) ein Metallbalg ist,wobei bei Überlast und/oder bei Verschleiß der Balgkupplung eine Klauenkupplungsverbindung in Wirkung tritt,wobei zwischen den Klauen (4) der ersten Kupplungswelle (1) und den zugehörigen Ausnehmungen (5) der zweiten Kupplungswelle (3) in Umfangsrichtung ein elastisches Material vorgesehen ist,wobei das elastische Material ein Elastomer oder ein anderer elastischer Kunststoff ist,wobei die direkte Verbindung zwischen Balg (2) und Kupplungshälfte eine stoffschlüssige Schweißverbindung ist,wobei die Klauenkupplungsverbindung schon bei funktionstüchtiger Balgkupplung bei auftretender Überlast in Wirkung tritt und auch nach Versagen derBalgkupplungsverbind ung,wobei am Kupplungsteil jeweils eine Ringnut (6) für die Schweißverbindung vorgesehen ist in derartiger räumlicher Nähe, dass das Abfließen der Wärme verzögert wird,wobei der Balg (2) derart gehäusebildend für die Klauenkupplungsverbindung angeordnet ist, dass das Innere der Balgkupplung gegen äußere thermische, chemische oder elektromagnetische Einwirkungen geschützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Balgkupplung.
Aus der DE 199 57 062 A1 ist eine Klauenkupplung bekannt, bei der nach Versagen der die Klauen verwendenden Kupplungsverbindung eine Passfeder als hilfsweise wirkende Ersatz-Kupplungsverbindung wirksam wird. Die Passfederverbindung sitzt dabei auf kleinerem Durchmesser als die Klauen der Klauenverbindung. Es ist dort auch eine Drehmoment-Verdrehwinkel-Kennlinie gezeigt.
Aus der US 4 084 409 A ist eine Metallbalgkupplung bekannt, bei der allerdings der Balg in aufwendiger Weise verbunden ist. Außerdem kann Umgebungsschmutz oder -Luft ins Innere eindringen.
Aus der DE 23 20 508 A ist eine elastische Kupplung bekannt, bei der ein elastisches gehäusebildendes Teil mit dortigem Bezugszeichen 1 vorgesehen ist, das allerdings nicht als Balg ausgeführt ist. Das elastische Teil 1 ist mittels Druckringen und somit in aufwendiger Weise eingespannt.
Aus der US 3 301 007 A ist als nächstliegender Stand der Technik eine flexible Drehmomentkupplung bekannt.
Aus der US 2 620 640 A ist eine flexible Kupplung bekannt.
Aus der US 3 046 759 A ist eine Wellenkupplung bekannt.
Aus der DD 243 968 A1 ist eine elastische schaltbare Klauenkupplung bekannt.
Aus der DE 24 38 939 A1 ist eine Anordnung zur Übertragung von Drehmomenten bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Balgkupplung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Balgkupplung sind, dass
eine erste Kupplungswelle mit einem Balg direkt verbunden ist,
wobei der Balg mit einer zweiten Kupplungswelle direkt verbunden ist,
wobei der Balg ein Metallbalg ist,
wobei bei Überlast und/oder bei Verschleiß der Balgkupplung eine Klauenkupplungsverbindung in Wirkung tritt,
wobei zwischen den Klauen der ersten Kupplungswelle und den zugehörigen Ausnehmungen der zweiten Kupplungswelle, insbesondere in Umfangsrichtung, ein elastisches Material vorgesehen ist, insbesondere ein Elastomer oder ein Kunststoff.
Von Vorteil ist dabei, dass bei Verschleiß die Sicherheit erhöht ist durch die hilfsweise in Wirkung bringbare Klauenkupplung.
In erster Ausführungsart tritt die Klauenkupplungsverbindung als Ersatz für die verschlissene oder zerstörte Balgkupplung in Wirkung.
Alternativ in zweiter Ausführungsart tritt sie schon bei Überlast in Wirkung, da bei verringertem Abstand der Klauen zu ihren jeweiligen Ausnehmungen die zu hohen Drehmomentanteile durch die Klauenkupplung leitbar sind. Somit ist die Balgkupplung dann entlastbar.
In allen Fällen ist die Sicherheit erhöht.
Außerdem ist die Balgkupplung einfach fertigbar wegen der direkten Verbindung. Darüber hinaus ist diese direkte Verbindung derart ausführbar, dass ein Eindringen von Strahlung, wie UV, oder thermischen Wärmewellen oder chemischen Stoffen oder Schmutzpartikeln durch den gehäusebildenden Metallbalg vorgesehen ist.
Durch die geeignete Wahl des Elastomers ist die Übertragungs-Kennlinie des Metallbalgs modifizierbar. Dabei ist eine große Auswahl an Materialien verwendbar, da das Material im Inneren der Balgkupplung geschützt angeordnet ist.
Das elastische Material ist vorzugsweise elastischer als das Balgmaterial. Denn der wesentliche Anteil der Drehmomentübertragung sollte im Normalbetrieb mittels des Balgs erfolgen. Erst nach Versagen des Balgs sollen dann die Klauen die Sicherheit der Kupplung gewährleisten. Im letztgenannten Fall führt auch ein zusätzliches Versagen des zwischen den Klauen angeordneten elastischen Materials nicht zum Verlust der Sicherheit. Allerdings kommt in diesem Fall ein merkliches Spiel innerhalb der Kupplung zustande.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Kupplungswelle eintreibende Welle und die die zweite Kupplungswelle abtreibende Welle. Von Vorteil ist dabei, dass die Kupplungskombination der beiden Kupplungsverbindungen, vielseitig einsetzbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Klauenkupplungsverbindung auf kleinerem Durchmesser als die Balgkupplung vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Klauen ein viel höheres Drehmoment übertragen können und daher ein kleinerer Durchmesser genügt. Der Balg umgibt dann die Klauen. Sein Durchmesser ist unbeeinflusst von n den umgebenen Klauen. Die Klauen erhöhen zwar die Sicherheit, die Kupplung ist aber insgesamt sehr kompakt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt der Balg die Klauen, insbesondere schützend. Der Balg kann also gehäusebildende Funktion ausführen und ist dabei beispielsweise als Metallbalg ausgeführt. Somit liegt ein stabiles Gehäuse vor und es treten nur kleine Verdrehwinkel auf. Von Vorteil ist dabei, dass kein weiteres Schutzgehäuse notwendig ist. Insbesondere korrodiert zuerst der Metallbalg und danach die im Sicherheitsfall wirksam werdende Klauenverbindung, weil der Balg die Klauen schützend umgibt und der Umwelt stärker und direkter ausgesetzt ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen den Klauen der ersten Kupplungswelle und den zugehörigen Ausnehmungen der zweiten Kupplungswelle, insbesondere in Umfangsrichtung, Luft oder ein weicheres Material. Von Vorteil ist dabei, dass die Übertragungskennlinie entsprechend veränderbar ist durch die Auswahl der Materialien, wobei bei der Kupplungskombination durch die Kombination zwei beispielsweise verschiedene Materialien wirksam werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Kupplungskombination als schematisierter Schnitt
und in 2 in Schrägansicht auf die aufgeschnittene Kupplungskombination gezeigt.

Die erste Kupplungswelle 1 ist mit einem Balg 2 mit einer zweiten Kupplungswelle 3 verbunden. Der Balg ist elastisch ausgeführt, so dass Drehmomentrucke abgemildert übertragbar sind.
Die elastische Ausführung ist durch die Materialwahl und die Ausführungsart des Balges, wie in der 1 ersichtlich, erreicht.
Der Balg weist also eine geringere Verdrehsteifigkeit auf als die beiden Kupplungswellen (1,3).
Für den Fall, dass der Balg oder die Verbindung der Kupplungswelle 1 zum Balg 2 oder die Verbindung der Kupplungswelle 1 zum Balg 2 versagen sollte, kommt eine innen vorgesehene, also auf kleinerem Durchmesser als der Balg vorgesehene Klauenkupplung zum Einsatz. Dazu trägt die erste Kupplungswelle 1 Klauen 4, die innerhalb zugehöriger Ausnehmungen 5 der zweiten Kupplungswelle 3 vorgesehen sind. Zwischen Klauen und der Oberfläche der Ausnehmungen ist in Umfangsrichtung Abstand vorgesehen. Dieser Abstand entspricht auch dem vorgesehenen Arbeitsbereich der Balgkupplung.
Die Klauenkupplung hat also zwei Funktionen: Erstens stellt sie eine bei Versagen der Balgkupplung hilfsweise wirkende Kupplungsverbindung dar. Zweitens stellt sie eine Überlastsicherung für die Balgkupplung dar.
Wenn nämlich im Normalbetrieb, also bei noch funktionierender Balgkupplung, das zu übertragende Drehmoment einen kritischen Wert überschreitet, kommen die Klauen 4 in Eingriff mit den Ausnehmungen 5.
Die Kupplungswellen sind aus Stahl gefertigt.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind statt nur einer Klaue mehrere Klauen in Umfangsrichtung vorgesehen.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist zwischen den Klauen und der zugehörigen Ausnehmung in Umfangsrichtung nicht Luft, wie in 1, sondern ein weiches elastisches Material vorgesehen, wie beispielsweise ein Elastomer. Insbesondere wird durch dieses Material eine geringere Verdrehsteifigkeit bewirkt als durch die äußere Balg-Kupplungsverbindung. Es sind aber auch andere Materialien verwendbar. Durch die Wahl der Materialien lässt sich die Drehmoment-Verdrehwinkel-Kennlinie in weiten Grenzen modifizieren. Die durch die Klauen bestehende Überlastsicherung bleibt in jedem Fall bestehen.
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt auch darin, dass als Material, wie Elastomer oder anderer Kunststoff, ein Material wählbar ist, das empfindlich ist gegen UV-Bestrahlung. Denn auch solche Materialien mit geringer Standzeit bei Einwirkung von UV-Strahlung sind bei der Erfindung geschützt, da sie innerhalb des metallischen Balges angeordnet sind und somit UV-Strahlung abgehalten ist von diesem Material. Außerdem ist auch ein gewisser chemischer und thermischer Schutz für das Material vorhanden, da kurzfristig am Äußeren der Balgkupplung auftretende Temperaturerhöhungen, beispielsweise kurzzeitig auftretende Heißluft, nicht ins Innere zu dem Material gelangen, sondern von dem metallischen Balg auf die Flanschteile abgeleitet werden. Somit ist das Material im Wesentlichen nur der mittleren herrschenden Temperatur ausgesetzt.
Der Balg 2 ist direkt mit den Kupplungswellen (1, 3) verbunden, insbesondere stoffschlüssig. Also ist kein zusätzliches Teil zum Herstellen dieser Verbindung notwendig. Beispielhaft ist in dem durch die Figur angedeuteten Ausführungsbeispiel eine Schweißverbindung ausgeführt. Hierzu ist die Ringnut 6, beispielhaft auch als Freistich bezeichenbar, vorgesehen, weil sie nämlich ein zu schnelles Abfließen der beim Schweißen auftretenden Wärme verhindert. Die Wärme wird also länger im Bereich der zu verschweißenden Raumbereiche gehalten und die Schweißverbindung zwischen dem eigentlich sehr dünnen Balg und den Kupplungsteilen ist einfach ausführbar, ohne dass dabei der Balg oder die Teile Schaden erleiden.
Bei Ausführung einer Schweißnaht in Umfangsrichtung ist außerdem ein besonders guter Schutz des innen vorgesehenen Materials ermöglicht, insbesondere ist ein luftdichter Abschluss ausführbar, so dass die Umgebungsluft oder Umgebungsgase nicht eindringen kann. Das Material ist entsprechend wählbar und schützbar.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungswelle
2: Balg
3: Kupplungswelle
4: Klauen
5: Ausnehmung als Aufnahmebereich für Klauen
6: Ringnut

Claims

Balgkupplung, wobei eine erste Kupplungswelle (1) mit einem Balg (2) direkt verbunden ist, wobei der Balg (2) mit einer zweiten Kupplungswelle (3) direkt verbunden ist, wobei der Balg (2) ein Metallbalg ist, wobei bei Überlast und/oder bei Verschleiß der Balgkupplung eine Klauenkupplungsverbindung in Wirkung tritt, wobei zwischen den Klauen (4) der ersten Kupplungswelle (1) und den zugehörigen Ausnehmungen (5) der zweiten Kupplungswelle (3) in Umfangsrichtung ein elastisches Material vorgesehen ist, wobei das elastische Material ein Elastomer oder ein anderer elastischer Kunststoff ist, wobei die direkte Verbindung zwischen Balg (2) und Kupplungshälfte eine stoffschlüssige Schweißverbindung ist, wobei die Klauenkupplungsverbindung schon bei funktionstüchtiger Balgkupplung bei auftretender Überlast in Wirkung tritt und auch nach Versagen der Balgkupplungsverbind ung, wobei am Kupplungsteil jeweils eine Ringnut (6) für die Schweißverbindung vorgesehen ist in derartiger räumlicher Nähe, dass das Abfließen der Wärme verzögert wird, wobei der Balg (2) derart gehäusebildend für die Klauenkupplungsverbindung angeordnet ist, dass das Innere der Balgkupplung gegen äußere thermische, chemische oder elektromagnetische Einwirkungen geschützt ist.
Balgkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erst die Klauenkupplungsverbindung nach Versagen der Balgkupplungsverbindung, also nach Verschleißen, in Wirkung tritt.
Balgkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungswelle (1) eintreibende Welle und die die zweite Kupplungswelle (3) abtreibende Welle ist.
Balgkupplung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkupplungsverbindung auf kleinerem Durchmesser als die Balgkupplung vorgesehen ist.
Balgkupplung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (2) die Klauen (4) schützend umgibt.
Balgkupplung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (2) gehäusebildende Funktion für die Klauenkupplungsverbindung ausführt.