DE1036587B

DE1036587B - Flexible coupling for mutually inclined and axially offset shafts

Info

Publication number: DE1036587B
Application number: DEK25420A
Authority: DE
Inventors: Karl Breuer
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1955-04-02
Filing date: 1955-04-02
Publication date: 1958-08-14

Description

Nachgiebige Kupplung für gegeneinander geneigte und axial versetzte Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine nachgiebige Kupplung für gegeneinander geneigte und axial versetzte Wellen, bestehend aus einem topfförmigen, mit dem Boden an einer Welle angeordneten Kupplungsteil mit einem von der anderen Welle durchsetzten Deckel, zwischen dem und dem Boden eine an der anderen Welle angeordnete Scheibe als ein zweiter Kupplungsteil vorgesehen ist, der mit beiden Stirnflächen über elastische Körper am Boden und Deckel des topfförmigen Kupplungsteiles abgestützt ist.Flexible coupling for mutually inclined and axially offset Shafts The invention relates to a flexible coupling for one another inclined and axially offset shafts, consisting of a cup-shaped, with the bottom arranged on a shaft coupling part with one of the other shaft penetrated Cover, between which and the bottom a disc arranged on the other shaft is provided as a second coupling part, the elastic with both end faces Body is supported on the bottom and cover of the cup-shaped coupling part.

Diese Kupplungen werden mit Vorteil zum Verbinden zweier Wellen, beispielsweise der eines Antriebsmotors und der einer Arbeitsmaschine, verwendet, um durch ihre Nachgiebigkeit die durch Einbauungenauigkeiten hervorgerufenen Axial- und Radialverschiebungen der Wellen auszugleichen. Bei der Verwendung dieser Kupplungen zum Verbinden zweier Schaltwellen, beispielsweise solcher zur Übertragung der Schaltbewegungen von Schaltgetrieben, der Steuerungseinrichtungen des Antriebsmotors von Fahrzeugen u. dgl., hat sich herausgestellt, daß diese Kupplungen wohl nachgiebig genug sind, um die Radialverschiebungen zu ermöglichen, die während der Fahrt durch die Relativbewegung des Schaltgetriebes bzw. Antriebsmotors gegenüber den am Fahrgestell angeordneten Lagerstellen der Schaltwellen auftreten. Indessen weisen die bekannten Kupplungen keine ausreichende Steifigkeit und Schwingungsdämpfung auf, um die während der Fahrt des Fahrzeuges auftretenden und durch den großen Abstand der Kupplungen von den Lagerstellen begünstigten Radial- und Drehschwingungen der Schaltwellen zu unterdrücken, die bei Resonanz leicht zu Beschädigungen der Kupplungen und Lager führen können.These couplings are used with advantage for connecting two shafts, for example that of a drive motor and that of a work machine, used by their Resilience the axial and radial displacements caused by installation inaccuracies to balance the waves. When using these couplings to connect two Shift shafts, for example those for transferring the shifting movements of manual transmissions, the control devices of the drive motor of vehicles and the like found that these couplings are arguably compliant enough to handle the radial displacements to enable that while driving through the relative movement of the gearbox or drive motor opposite the bearing points of the shift shafts arranged on the chassis appear. However, the known couplings do not have sufficient rigidity and vibration damping to avoid those occurring while the vehicle is in motion and due to the large distance between the couplings and the bearing points, the radial and to suppress torsional vibrations of the switching shafts, which tend to increase at resonance Damage to the couplings and bearings.

Daher besteht das Bedürfnis, eine nachgiebige Kupplung insbesondere für Schaltwellen von Fahrzeugen zu schaffen, die bei ausreichender Nachgiebigkeit gegenüber Verschiebungen der durch sie verbundenen Wellen zugleich in axialer und radialer Richtung große Rückstellkräfte hervorruft und insbesondere bei axialer Versetzung der beiden zu kuppelnden Wellen stark schwingungsdämpfend auf diese wirkt.There is therefore a need for a compliant coupling in particular for switching shafts of vehicles to create with sufficient flexibility compared to displacements of the shafts connected by them at the same time in axial and causes large restoring forces in the radial direction and especially in the axial direction Displacement of the two shafts to be coupled has a strong vibration-damping effect on them.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer nachgiebigen Kupplung nach dem Gattungsbegriff auch zwischen dem Außenmantel des scheibenförmigen Kupplungsteiles und dem Innenmantel des topfförmigen Kupplungsteiles in an sich bekannter Weise elastische, das Drehmoment übertragende und Rückstellkräfte erzeugende Körper angeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that at a compliant coupling according to the generic term also between the outer jacket of the disc-shaped coupling part and the inner jacket of the cup-shaped coupling part in a manner known per se, elastic, torque-transmitting and restoring forces generating bodies are arranged.

Durch diese Maßnahmen wird nicht nur in radialer Richtung eine verhältnismäßig große Nachgiebigkeit bei einer stark dämpfenden Wirkung ermöglicht, sondern darüber hinaus noch der Vorteil erzielt, daß die voneinander unabhängigen elastischen Körper leicht ausgewechselt und deren Federcharakteristik an die Betriebsverhältnisse angepaßt werden l.ann. Insbesondere kann durch Anpassung der elasti: -hen benförmigen Kupplungshälfte und dem Innenmantel der topfförmigen Kupplungshälfte, den Vorteil, daß sie bei einer axialen Versetzung der Wellen auf Druck beansprucht werden, somit verhältnismäßig hart sind und daher große Rückstellkräfte hervorbringen, während sie bei der Aufnahme von Drehmomenten verhältnismäßig weich und damit geeignet sind, Stöße weich aufzufangen.These measures not only enable a relatively great flexibility in the radial direction with a strong damping effect, but also achieve the advantage that the independent elastic bodies can be easily replaced and their spring characteristics can be adapted to the operating conditions. In particular, by adapting the elastic: -hen Ben-shaped coupling half and the inner jacket of the cup-shaped coupling half, have the advantage that they are subjected to pressure when the shafts are axially displaced, and are therefore relatively hard and therefore produce large restoring forces, while they are relatively soft when absorbing torques and are therefore suitable for shocks soft to catch.

Es sind zwar bereits Kupplungen bekannt, bei denen an scheibenförmigen Kupplungshälften koaxial zu den Wellen abwechselnd Hohlzylinder verschiedener Durchmesser vorgesehen werden, die labyrinthartig ineinandergreifen und durch Gummihohlzylinder miteinander verbunden sind. Die Wandstärke dieser Gummihohlzylinder ist jedoch viel zu gering, um in radialer Richtung eine nennenswerte Nachgiebigkeit der beiden zu kuppelnden Wellen zu ermöglichen oder eine ausreichende Dämpfung von Wellenschwingungen zu bewirken. Zudem sind' "e in axialer Richtung außerordentlich weich, so daß dementsprechend bei axial zueinander versetzten Wellen auch die Rückstellkräfte sehr gering sind. Diese Kupplungen sind daher nicht zur Verbindung von Schaltwellen geeignet. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung mit einer scheiberxförmigen Kupplungshälfte, die beiderseits durch Schraubenfedern und durch auf ihrer Mantelfläche angeordnete Gummielemente gegen eine mit Deckel versehene topfförmige Kupplungshälfte abgestützt ist, Abb. 2 einen Querschnitt durch die Kupplung gemäß Abb. 1 nach der Schnittlinie A-B, Abb. 3 einen Längsschnitt durch die Kupplung nach Abb. 1 mit Tellerfedern an Stelle der Schraubenfedern, Abb.4 einen Querschnitt durch die Kupplung gemäß Abb. 3 nach der Schnittlinie C-D.There are already known clutches in which on disk-shaped Coupling halves coaxial with the shafts alternating between hollow cylinders of different diameters are provided, which interlock like a labyrinth and through hollow rubber cylinders are connected to each other. However, the wall thickness of these hollow rubber cylinders is much too little to show any appreciable flexibility of the two in the radial direction to enable coupling shafts or sufficient damping of shaft vibrations to effect. In addition, '"e are extremely soft in the axial direction, so that accordingly in the case of axially offset shafts, the restoring forces are also very low. These couplings are therefore not suitable for connecting shift shafts. In The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention schematically shown. It shows Fig. 1 a longitudinal section through a coupling with a Scheiberx-shaped Coupling half, which is on both sides by coil springs and by on their outer surface arranged rubber elements against a cup-shaped coupling half provided with a cover is supported, Fig. 2 shows a cross section through the coupling according to Fig. 1 according to the Section line A-B, Fig. 3 shows a longitudinal section through the coupling according to Fig. 1 with disc springs instead of the coil springs, Fig. 4 shows a cross-section through the coupling according to Fig. 3 after the section line C-D.

Die irr Abb. 1 und 2 dargestellte Kupplung besteht aus einer topfartig ausgebildeten Kupplungshälfte 1, die an ihrem freien Ende durch einen Deckel 2 verschließbar ist. Zur Sicherung des Deckels 2 gegen das Herausfallen sind mehrere durch den Mantel der topfförmigen Kupplungshälfte 1 hindurchführende und in den Rand des Deckels 2 eingeschraubte Stiftschrauben 3 vorgesehen. Im Innern der topfartigen Kupplungshälfte 1 ist eine scheibenförmige Kupplungshälfte 4 mit radialem und beiderseits axialem Spiel angeordnet. Die Kupplungshälften können mit ihren zugehörigen Wellen 5, 6 aus einem Stück hergestellt werden. Sie können aber auch mit Naben zur Aufnahme der Wellenenden versehen sein. Der Deckel 2 der topfartigen Kupplungshälfte 1 weist eine zentral angeordnete Bohrung 7 zur Durchführung der Welle 6 der anderen Kupplungshälfte 4 auf, wobei zwischen dem Deckel 2 und der hindurchgeführten Welle 6 ein Spiel vorgesehen ist. In dem Ringspalt zwischen der Welle 6 und dem Deckel 2 ist eine Dichtung 8 angeordnet. Im Zwischenraum zwischen der scheibenförmigen Kupplungshälfte 4 und dem Deckel 2 bzw. Boden 9 der anderen Kupplungshälfte 1 sitzen elastische Körper 10, die als Schraubenfedern im Längsquerschnitt ringsektorartig ausgebildete Gummikörper 12 angeordnet, die in axial verlaufende Ausnehmungen 13 des als Abstützfläche dienenden Innenmantels 14 der topfförmigen Kupplungshälfte 1 und des Außenmantels 15 der scheibenförmigen Kupplungshälfte 4 eingreifen.The coupling shown in Figs. 1 and 2 consists of a cup-like coupling half 1 which can be closed at its free end by a cover 2. To secure the cover 2 against falling out, a plurality of studs 3 which extend through the jacket of the cup-shaped coupling half 1 and are screwed into the edge of the cover 2 are provided. In the interior of the pot-like coupling half 1, a disk-shaped coupling half 4 is arranged with radial play and axial play on both sides. The coupling halves can be made in one piece with their associated shafts 5, 6. But they can also be provided with hubs to accommodate the shaft ends. The cover 2 of the pot-like coupling half 1 has a centrally arranged bore 7 for the passage of the shaft 6 of the other coupling half 4, a play being provided between the cover 2 and the shaft 6 passed through. A seal 8 is arranged in the annular gap between the shaft 6 and the cover 2. In the space between the disk-shaped coupling half 4 and the cover 2 or bottom 9 of the other coupling half 1, elastic bodies 10, which act as helical springs, sit In the longitudinal cross-section, rubber bodies 12 formed like a ring sector are arranged, which engage in axially extending recesses 13 of the inner jacket 14 of the cup-shaped coupling half 1 and the outer jacket 15 of the disk-shaped coupling half 4, which serve as a support surface.

In Abb. 3 und 4 ist eine Kupplung dargestellt, bei der als elastische Körper beiderseits der scheibenförmigen Kupplungshälfte 4 je eine Tellerfeder 16 angeordnet ist. Es können auch mehrere Tellerfedern gegeneinander- oder ineinandergelegt werden, um die Elastizität und gleichzeitig die Dämpfung zu verändern. Durch eine bestimmte Formgebung der Tellerfedern, beispielsweise durch Wahl eines bestimmten Verhältnisses von Pfeilhöhe zum Scheibendurchmesser, kann in bekannter Weise in einem bestimmten Bereich eine horizontal verlaufende Federkennlinie erzielt werden. So kann durch Vorspannung jede Tellerfeder in diesen Kennlinienbereich gebracht werden, wodurch erreicht wird, daß bei einer Druckausübung auf eine Welle 5 bzw. 6 in axialer Richtung die andere Welle 6 bzw. 5 keine Verschiebung erleidet. Wie beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 sind am Umfang der scheibenförmigen Kupplungshälfte 4 ringsektorartige Gummikörper 12 als radiale Verbindungsglieder zwischen beiden Kupplungshälften 1, 4 vorgesehen. An Stelle der in Abb. 3 dargestellten Art der Befestigung des Deckels 2 durch einen Sprengring 17 ist es auch möglich, eine Verbindung des Deckels 2 mit der topfartigen Kupplungshälfte 1 durch Einschrauben vorzusehen, was den Vorteil hat, daß die Vorspannung der Tellerfedern den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.In Fig. 3 and 4 a coupling is shown in which as an elastic Body on both sides of the disk-shaped coupling half 4, one disk spring 16 each is arranged. Several disc springs can also be placed against one another or one inside the other to change the elasticity and at the same time the damping. By a certain shape of the disc springs, for example by choosing a certain one The relationship between the height of the arrow and the diameter of the disk can be found in a known manner in a horizontal spring characteristic can be achieved in a certain area. Each disc spring can be brought into this range of characteristics by preloading be achieved, whereby it is achieved that when pressure is exerted on a shaft 5 or 6 the other shaft 6 or 5 does not suffer any displacement in the axial direction. As in the embodiment of Fig. 1 and 2 are on the circumference of the disc-shaped coupling half 4 ring sector-like rubber bodies 12 as radial connecting links between the two Coupling halves 1, 4 are provided. Instead of the type of Attachment of the cover 2 by a snap ring 17, it is also possible to make a connection to provide the cover 2 with the pot-like coupling half 1 by screwing in, which has the advantage that the bias of the disc springs to the respective operating conditions can be customized.

Claims

PATENT : iNSPIi ('i.IIE: 1. Flexible coupling for mutually inclined and axially offset shafts, consisting of a cup-shaped coupling part arranged with the base on one shaft with a cover penetrated by the other shaft, between which and the base an the disk arranged on the other shaft is provided as a second coupling part, which is supported with both end faces via elastic bodies on the base and cover of the cup-shaped coupling part, characterized in that between the outer jacket of the disk-shaped coupling part (4) and the inner jacket of the cup-shaped coupling part ( 1) elastic bodies (12) which transmit the torque and generate restoring forces are arranged in a manner known per se.

2. Flexible coupling according to claim 1, characterized in that that the elastic, the torque transmitting body (12) as a ring sector-like Gurnini body formed and by means of recesses evenly distributed over the circumference (13) in the lateral surfaces with both coupling parts (1, 4) in engagement as well as in the same way as the elastic body (10) between the end faces of the coupling parts are interchangeable.

3. Resilient coupling according to claims 1 and 2, characterized characterized in that as an elastic body (10) between the end faces of the coupling parts (1, 4) coil springs or disc springs are provided. Considered publications: German Patent Nos. 692 762, 728 389; French patent specification no. 743 170, 750 730; British Patent Nos. 247 716, 545 079, 546 487; U.S. Patent No. 2,119,678; Schwingmetall, price list No. 1, valid from February 15, 1936, the Continental Caoutchouc-Compagnie G. m. B. H., Hannover, p. 20.