DE102011003755A1

DE102011003755A1 - Elastische Wellenkupplung

Info

Publication number: DE102011003755A1
Application number: DE102011003755A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kamps Thomas; Günter Dorok
Original assignee: GKN Stromag AG
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-08-09

Abstract

Eine elastische Wellenkupplung mit zwei Kupplungsteilen, sowie mit mehreren elastisch deformierbaren Kupplungsgliedern, die zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Kupplungsteilen vorgesehen sind, wobei jedes Kupplungsglied einen in einer Aufnahme eines Kupplungsteiles radial formschlüssig gehaltenen Elastomerkörper aufweist, ist bekannt. Erfindungemäß ist jede Aufnahme auf wenigstens einer axialen Stirnseite mit einer die Stirnseite verschließenden Kapselung versehen. Einsatz für dieselmotorische Antriebe.

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung mit zwei Kupplungsteilen, sowie mit mehreren elastisch deformierbaren Kupplungsgliedern, die zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Kupplungsteilen vorgesehen sind, wobei jedes Kupplungsglied einen in einer Aufnahme eines Kupplungsteiles – auf eine Kupplungsdrehachse bezogen – radial formschlüssig gehaltenen Elastomerkörper aufweist.
Eine derartige elastische Wellenkupplung ist aus der EP 1 002 966 A1 bekannt. Die bekannte Wellenkupplung weist zwei Kupplungsteile auf, die einer ersten und einer zweiten Kupplungsseite zugeordnet sind. Um zwischen den beiden Kupplungsteilen eine Drehmomentübertragung zu erzielen, sind über den Umfang des einen Kupplungsteiles verteilt mehrere elastisch deformierbare Kupplungsglieder vorgesehen, die als mit Hohlräumen versehene Elastomerkörper ausgeführt sind. Die Elastomerkörper sind in zu beiden Stirnseiten des einen Kupplungsteiles offenen Aufnahmen gehalten. Der andere Kupplungsteil weist mehrere Klauen auf, die in die Elastomerkörper axial eingreifen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elastische Wellenkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Kupplungsbetrieb geringe Verschleißerscheinungen aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass jede Aufnahme auf wenigstens einer axialen Stirnseite mit einer die Stirnseite verschließenden Kapselung versehen ist. Die den Aufnahmen zugeordneten Kapselungen reduzieren Verschmutzungen im Bereich der Aufnahmen und im Bereich der Elastomerkörper, die sie im Kupplungsbetrieb aufnehmen können. Die geringere Anfälligkeit für Verschmutzungen führt zu einem geringeren Verschleiß der Wellenkupplung. Die Kapselung für jede Aufnahme kann lediglich im Bereich von einer der beiden axialen Stirnseiten jeder Aufnahme, oder im Bereich beider, gegenüberliegender axialer Stirnseiten vorgesehen sein. Als Kapselung kann ein separates Abdeckteil vorgesehen sein, dass lösbar oder unlösbar auf die Aufnahme aufsetzbar und demzufolge mit dem Kupplungsteil verbindbar ist, oder die Kapselung ist jeweils einstückiger Teilabschnitt des Kupplungsteiles. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich in besonders bevorzugter Weise für den Einsatz bei dieselmotorischen Antrieben im Bereich industrieller Maschinen oder für Fahrzeuge zu Wasser und zu Lande.
In Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Elastomerkörper auf seiner der Kapselung gegenüberliegenden Stirnseite mit einer radial umlaufenden Lippendichtung versehen, die eine der Kapselung gegenüberliegende Stirnseite jeder Aufnahme überdeckt. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, da die Aufnahme lediglich auf einer Stirnseite mit einer Kapselung versehen ist. Das Verschließen der Aufnahme auf der gegenüberliegenden Stirnseite erfolgt durch die am Elastomerkörper angeformte Lippendichtung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Elastomerkörper konzentrisch auf eine metallische Lagerhülse aufvulkanisiert. Die metallische Lagerhülse wird mit dem anderen Kupplungsteil verbunden. Durch die aufgrund der Aufvulkanisierung erfolgte stoffschlüssige Verbindung des Elastomerkörpers mit der metallischen Lagerhülse ergibt sich ein reduzierter Verschleiß des Elastomerkörpers im Kupplungsbetrieb.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jede metallische Lagerhülse von einem Lagerbolzen axial durchdrungen, der an einem Ringflansch des anderen Kupplungsteiles befestigt ist. Der Lagerbolzen ist vorzugsweise passgenau auf die Lagerhülse abgestimmt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Lagerbolzen als Befestigungsschraube ausgeführt, die in einer komplementären axialen Gewindebohrung des anderen Kupplungsteiles gehalten ist. Vorzugsweise ist die Befestigungsschraube als mit Werkzeugangriffsflächen versehene Kopfschraube ausgeführt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jede Kapselung als einstückig an dem einen Kupplungsteil angeformte, zur Aufnahme koaxiale Glocke ausgeführt. Dies ist eine besonders robuste Ausführung. Jede Glocke stellt einen einstückigen Teilabschnitt des Kupplungsteiles dar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der mit den durch Glocken gekapselten Aufnahmen versehene Kupplungsteil als metallisches Gussteil gestaltet. Dadurch ist eine einfache Herstellung des mit den Aufnahmen und den Kapselungen versehenen Kupplungsteiles erzielbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jedes Kupplungsglied in der zugehörigen Aufnahme des Kupplungsteiles axial gesteckt gehalten. Dadurch ist eine einfache Montage oder Demontage der Wellenkupplung ermöglicht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung,
2 den Kupplungsteil nach 1 in einer Frontansicht und
3 den Kupplungsteil der Wellenkupplung nach den 1 und 2 in einer Längsschnittdarstellung entlang der Schnittlinie III-III in 2.
Eine elastische Wellenkupplung 1 weist zwei Kupplungsteile auf, von denen in den 1 bis 3 lediglich der eine Kupplungsteil 2 bis 4 dargestellt ist. Der andere Kupplungsteil ist als metallischer Ringflansch ausgeführt. Im Kupplungsbetrieb ist der eine Kupplungsteil 2 bis 4 einer Seite eines Antriebsstranges und der nicht dargestellte, den Ringflansch umfassende Kupplungsteil der anderen Seite eines Antriebsstranges zugeordnet. Um eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Kupplungsteil 2 bis 4 und dem zweiten, nicht dargestellten Kupplungsteil bewirken zu können, sind insgesamt drei elastisch deformierbare Kupplungsglieder 6 bis 8 vorgesehen.
Der Kupplungsteil 2 bis 4 ist als metallisches Gussteil gestaltet und weist eine Kupplungsnabe 2 auf, die mit einer Axialverzahnung zum axialen Aufstecken auf eine korrespondierende Verzahnung einer Antriebswelle der einen Seite des Antriebsstranges versehen ist. Die Kupplungsnabe 2 ist konzentrisch zu einer Kupplungsdrehachse D ausgerichtet. Auf die Kupplungsdrehachse D bezogen in radialer Ausrichtung ragt ein Dreieckflansch 3 nach außen ab, an dessen drei Ecken jeweils eine Aufnahme 4 für jeweils ein Kupplungsglied 6 bis 8 vorgesehen ist. Jede Aufnahme 4 ist ein einstückig angeformter Teil des Dreieckflansches 3. Der Dreieckflansch 3 ist ebenfalls einstückig an der Kupplungsnabe 2 angeformt. Jede Aufnahme 4 ist zu einer, dem nicht dargestellten anderen Kupplungsteil zugewandten, axialen Stirnseite hin offen. Auf einer gegenüberliegenden axialen Stirnseite ist jede Aufnahme 4 mit einer Kapselung 5 versehen, die glockenförmig ausgeführt ist. Die Kapselung 5 ist einstückig mit der Aufnahme 4 gestaltet, so dass der Kupplungsteil 2 bis 4, 5 sich als einstückiges Gussteil aus der Kupplungsnabe 2, dem radial nach außen abragenden Dreieckflansch 3, den drei Aufnahmen 4 in den Eckbereichen des Dreieckflansches 3 sowie schließlich aus den an den Aufnahmen 4 stirnseitig einstückig angeformten Kapselungen 5 zusammensetzt.
In die Aufnahmen 4 sind die elastisch deformierbaren Kupplungsglieder 6 bis 8 axial von der jeweils offenen Stirnseite her eingesteckt. Jedes Kupplungsglied weist eine in montiertem Zustand achsparallel zur Kupplungsdrehachse D ausgerichtete, metallische Lagerhülse 7 auf, auf deren Außenmantel ein ringförmiger Elastomerkörper 6 koaxial zur Lagerhülse 7 aufvulkanisiert ist. Der ringförmige Elastomerkörper 6 ist radial innenseitig über die gesamte Länge und über den gesamten Außenmantel der Lagerhülse 7 flächig aufvulkanisiert, besitzt eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form und weist an seinen gegenüberliegenden, innenseitigen Stirnrandbereichen jeweils einen axial erstreckten Radius 11 auf, in den die gegenüberliegenden Stirnseiten des Elastomerkörpers 6, die sich in Radialebenen zur Kupplungsdrehachse D erstrecken, axial auslaufen. Dies ist anhand der 3 gut erkennbar.
Radial außenseitig weist der Elastomerkörper 6 im Bereich seiner dem nicht dargestellten Kupplungsteil zugewandten Stirnseite eine ringförmig umlaufende Lippendichtung 9 auf, die einstückig angeformter Teil des Elastomerkörpers 6 ist. Der Elastomerkörper 6 besteht aus Natur- oder Synthetikkautschuk, insbesondere aus Gummi oder Silikon. Der Elastomerkörper 6 weist zu seiner der Lippendichtung 9 gegenüberliegenden Stirnseite hin einen sich konisch verjüngenden Außenmantelabschnitt auf, der eine Zentrierung für einen axialen Steckvorgang jedes Kupplungsgliedes 6 bis 8 in der entsprechenden Aufnahme 4 ermöglicht. Die Lagerhülse 7 wird durchdrungen von einem als Befestigungsschraube 8 ausgeführten Lagerbolzen, wobei die Befestigungsschraube 8 passgenau auf den Innendurchmesser der Lagerhülse 7 abgestimmt ist. Die Befestigungsschraube 8 ist als Kopfschraube ausgeführt und weist in montiertem Zustand auf ihrer der Kapselung 5 zugewandten Stirnseite einen entsprechenden Kopf mit Werkzeugangriffsflächen auf. Ein Schraubgewinde der Befestigungsschraube 8 ragt zur anderen Stirnseite und damit zu dem nicht dargestellten Kupplungsteil über die Lagerhülse 7 und den Elastomerkörper 6 axial hinaus. Dieses Schraubgewinde jeder Befestigungsschraube 8 wird in eine entsprechende axiale Gewindebohrung des Ringflansches des anderen Kupplungsteiles eingeschraubt, um die Lagerhülse 7 und den Elastomerkörper 6 am anderen Kupplungsteil zu befestigen.
Für eine Montage der Wellenkupplung 1 werden zunächst alle drei Kupplungsglieder 6 bis 8 an dem Ringflansch des nicht dargestellten Kupplungsteiles befestigt. Anschließend wird der mit der Kupplungsnabe 2 versehene, in den 1 bis 3 dargestellte Kupplungsteil 2 bis 5 derart axial auf die Kupplungsglieder 6 bis 8 des nicht dargestellten Kupplungsteiles axial aufgesteckt, dass die Aufnahmen 4 axial auf die Elastomerkörper 6 aufgeschoben werden und die Stirnrandbereiche der Aufnahmen 4 an den Lippendichtungen 9 zur Anlage kommen. Anschließend kann die montierte Wellenkupplung 1 mit der Kupplungsnabe 2 auf die entsprechende Antriebswelle aufgesteckt werden. Zudem wird der Ringflansch des nicht dargestellten Kupplungsteiles mit der gegenüberliegenden Antriebsseite verbunden.
In montiertem Zustand sind die Kupplungsglieder 6 bis 8 innerhalb der Wellenkupplung 1 gegen Verschmutzung abgeschlossen. Die eine Stirnseite der Kupplungsglieder wird durch die glockenförmige Kapselung 5 jeder Aufnahme 4 verschlossen. Die andere Stirnseite erfährt ihren Verschluss durch die ringförmig umlaufende Lippendichtung 9, die sich in aufgestecktem Zustand des Kupplungsteiles 2 bis 4 an die Stirnrandbereiche der Aufnahmen 4 axial anschmiegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1002966 A1 [0002]

Claims

Elastische Wellenkupplung (1) mit zwei Kupplungsteilen, sowie mit mehreren elastisch deformierbaren Kupplungsgliedern (6 bis 8), die zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Kupplungsteilen (2 bis 4) vorgesehen sind, wobei jedes Kupplungsglied einen in einer Aufnahme (4) eines Kupplungsteiles – auf eine Kupplungsdrehachse (D) bezogen – radial formschlüssig gehaltenen Elastomerkörper (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (4) auf wenigstens einer axialen Stirnseite mit einer die Stirnseite verschließenden Kapselung (5) versehen ist.
Elastische Wellenkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Elastomerkörper (6) auf seiner der Kapselung (5) gegenüberliegenden Stirnseite mit einer radial umlaufenden Lippendichtung (9) versehen ist, die eine der Kapselung (5) gegenüberliegende Stirnseite jeder Aufnahme (4) überdeckt.
Elastische Wellenkupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (6) konzentrisch auf eine metallische Lagerhülse (7) aufvulkanisiert ist.
Elastische Wellenkupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede metallische Lagerhülse (7) von einem Lagerbolzen (8) axial durchdrungen ist, der an einem Ringflansch des anderes Kupplungsteiles befestigt ist.
Elastische Wellenkupplung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lagerbolzen als Befestigungsschraube (8) ausgeführt ist, die in einer komplementären axialen Gewindebohrung des anderen Kupplungsteiles gehalten ist.
Elastische Wellenkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kapselung (5) als einstückig an dem einen Kupplungsteil (2 bis 4) angeformte, zur Aufnahme (4) koaxiale Glocke ausgeführt ist.
Elastische Wellenkupplung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mit den durch die Glocken gekapselten Aufnahmen (4) versehene Kupplungsteil (2 bis 4) als metallisches Gussteil gestaltet ist.
Elastische Wellenkupplung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kupplungsglied (6 bis 8) in der zugehörigen Aufnahme (4) des Kupplungsteiles (2 bis 4) axial gesteckt gehalten ist.