DE1041310B

DE1041310B - Flexible coupling with vibration damping

Info

Publication number: DE1041310B
Application number: DET6599A
Authority: DE
Inventors: Konrad Short
Original assignee: TRUVOX Ltd
Current assignee: TRUVOX Ltd
Priority date: 1951-08-21
Filing date: 1952-08-18
Publication date: 1958-10-16

Description

Nachgiebige Kupplung mit Schwingungsdämpfung Die Erfindung betrifft nachgiebige Kupplungen mit Schwingungsdämpfung zum Übertragen eines Antriebsdrehmomentes von einem treibenden Kupplungsteil nach einem gleichachsig angeordneten getriebenen Kupplungsteil über frei drehbare nachgiebige Streben, welche von dem treibenden Kupplungsteil gehalten werden und parallel zu der gemeinsamen Achse angeordnet sind. Elastische Kupplungen mit Schwingungsdämpfung sind in verschiedenen Ausführungsformen bekanntgeworden. So ist es beispielsweise bekannt, zwischen zwei Kupplungskörpern Stabfedern vorzusehen, welche auf Durchbiegung beansprucht werden und die, bei zunehmender Belastung eine Gleitbewegung in einem der Kupplungskörper ausführend, unter Schwingungsdämpfung eine Kupplungsverbindung zwischen den beiden Kupplungskörpern herstellen. Die Schwingungsdämpfung wird dabei durch Reibscheiben erzielt, welche zwischen den beiden Kupplungskörpern auf den Stabfedern angeordnet sind. Bei dieser bekannten Ausführungsform einer elastischen Kupplung wird aber die Schwingungsdämpfung erst mit zunehmender Durchbiegung der Stabfedern wirksam. Weiter müssen die Stabfedern sämtliche Kupplungskräfte aufnehmen. Es ist ebenfalls bekannt, bei elastischen Kupplungen mit in Radialrichtung angeordneten Kupplungsblattfedern an einer der beiden Kupplungshälften eine schwingungsdämpfende Masse unter Reibungsdruck drehbar zu lagern. Diese bekannte Kupplungseinrichtung eignet sich aber nur zur Schwingungsdämpfung bei kritischen Drehzahlen, also nicht für Dämpfung über den ganzen Drehzahlbereich hinweg. Bei einer weiteren bekannten Kupplungseinrichtung werden zur Schwingungsdämpfung Schraubenfedern vorgesehen. Diese sind dabei so angeordnet, daß sich die Schwingungsdämpfung mit zunehmender Spannung der Federn verstärkt, also nicht immer gleichmäßig ist.Resilient Coupling With Vibration Damping The invention relates to Flexible couplings with vibration damping for transmitting a drive torque from a driving coupling part to a coaxially arranged driven one Coupling part via freely rotatable resilient struts, which from the driving Coupling part are held and are arranged parallel to the common axis. Elastic couplings with vibration damping are available in different embodiments known. For example, it is known between two coupling bodies Provide bar springs, which are subjected to bending stress and which, with increasing Load performing a sliding movement in one of the coupling bodies, with vibration damping establish a coupling connection between the two coupling bodies. The vibration damping is achieved by friction disks, which are located between the two clutch bodies are arranged on the bar springs. In this known embodiment, an elastic However, the vibration damping only becomes effective with increasing deflection of the coupling Bar springs effective. The bar springs must also absorb all coupling forces. It is also known, with elastic couplings arranged in the radial direction Clutch leaf springs on one of the two clutch halves one vibration-damping To store mass rotatably under frictional pressure. This known coupling device but is only suitable for damping vibrations at critical speeds, i.e. not for damping across the entire speed range. Another well-known one Coupling devices are provided with coil springs to dampen vibrations. These are arranged in such a way that the vibration damping increases with increasing The tension of the springs is increased, so it is not always uniform.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer elastischen Kupplung, bei welcher eine gleichmäßige Schwingungsdämpfung erzielt wird und die insbesondere zum Antrieb von durchgehenden Wellen geeignet ist. Gemäß der Erfindung wird dies in erster Linie dadurch erreicht, daß für die Stabilisierung der Kupplung gegen Schwingungen und plötzliche Belastungsänderungen der treibende Kupplungsteil in Dreh- und in axialer Richtung auf einer Welle des getriebenen Kupplungsteiles gleitbar angeordnet ist und eine Reibungskupplung zwischen dem treibenden Kupplungsteil und der Welle vorgesehen ist, wobei die Reibungskupplung unter dem Einfluß von Federn steht, welche parallel zu den nachgiebigen Streben angeordnet sind und einen axialen Schub zwischen dem treibenden und getriebenen Kupplungsteil hervorrufen.The purpose of the invention is to create a flexible coupling, in which a uniform vibration damping is achieved and in particular is suitable for driving through shafts. According to the invention this will be primarily achieved in that for the stabilization of the clutch against Vibrations and sudden changes in load on the driving coupling part in Rotatable and slidable in the axial direction on a shaft of the driven coupling part is arranged and a friction clutch between the driving clutch part and the shaft is provided, the friction clutch under the influence of springs stands, which are arranged parallel to the resilient struts and an axial Generate thrust between the driving and driven coupling part.

In Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens kann der axiale Schub durch Schraubenfedern hervorgerufen werden, welche die nachgiebigen Streben umgeben. Dabei kann, ebenfalls erfindungsgemäß, der treibende Kupplungsteil über eine Verzahnung derart angetrieben werden, daß die Reaktionskraft eine die Federdruckkraft vergrößernde axiale Komponente aufweist.In a further development of the inventive concept, the axial thrust caused by coil springs that surround the resilient struts. Here, also according to the invention, the driving coupling part can have a toothing are driven in such a way that the reaction force increases the spring pressure force having axial component.

Einem anderen Erfindungsmerkmal zufolge kann die Reibungskupplung eine Axialdruckreibscheibe aufweisen, welche zwischen einer Versenkbohrung im treibenden Kupplungsteil und einem Anschlag auf der Welle angeordnet werden kann.According to another feature of the invention, the friction clutch have an Axialdruckreibscheibe, which between a countersunk hole in the driving Coupling part and a stop can be arranged on the shaft.

Schließlich ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn die Federn zwischen Ölschleuderringen auf der getriebenen Welle und einem Anschlag am treibenden Kupplungsteil vorgespannt werden können.Finally, it is advantageous according to the invention if the springs between Oil slinger rings on the driven shaft and a stop on the driving coupling part can be biased.

Die erfindungsgemäß eingerichtete nachgiebige Kupplung soll nunmehr an Hand der sie in einem Ausführungsbeispiel im Längsschnitt wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel soll die Kraftübertragungseinrichtung dazu dienen, eine Antriebsleistung einer oder mehreren sich drehenden Bürstenwellen einer Reinigungs- oder Poliermaschine zu übermitteln.The flexible coupling set up according to the invention should now on the basis of the drawing reproducing it in an exemplary embodiment in longitudinal section be described in more detail. In this embodiment, the power transmission device serve to drive power to one or more rotating brush shafts to a cleaning or polishing machine.

In der Zeichnung ist der getriebene Bauteil eine Bürstenwelle 1, während der treibende Bauteil als Schneckenrad 2 ausgebildet ist, welches von einer (nicht gezeigten) Schnecke getrieben wird. Das Getriebegehäuse 3 trägt die Welle 1 mittels Kugellager 4, wobei Öldichtungen 5 zwischen Welle und Getriebegehäuse 3 vorgesehen sind. Eines der Lager 4 sitzt in einem einstellbaren Innengehäuse 6, welches in das Getriebegehäuse 3 einzuschrauben ist, wobei das Innengehäuse 6 mittels eines Ringes 7 nach der Einstellung verriegelt wird.In the drawing, the driven component is a brush shaft 1, while the driving component is designed as a worm wheel 2, which is driven by a (not shown) worm is driven. The gear housing 3 carries the shaft 1 by means of Ball bearing 4, with oil seals 5 being provided between the shaft and the transmission housing 3 are. One of the bearings 4 sits in an adjustable inner housing 6, which is to be screwed into the gear housing 3, the inner housing 6 is locked by means of a ring 7 after the setting.

Das Lager auf der anderen Seite des Getriebegehäuse@ 3 wird ortsfest durch einen Deckel 8 gehalten. Das Schneckenrad 2, welches leicht gleitbar auf der Welle 1 sitzt, weist zwei nach außen hin sich erweiternde Löcher oder Aussparungen 9 auf, welche um Mittellinien parallel zur Welle 1 gebohrt sind, durch welche Löcher 9 hindurch sich verjüngende Federstreben 10 hindurchgreifen, die im nachfolgenden als »Streben« bezeichnet werden. Diese weisen über ihre Mittelzone einen Antriebssitz in den zugehörigen Löchern 9 auf. An ihren äußeren Enden ruhen die Streben 10 in sich verjüngenden Aussparungen 11 in Stahlmuffen 12, und die Stahlmuffen 12 selbst werden in Ölschleuderringen 13 gehalten, wobei die Muffen 12 beispielsweise federnd in den Ölschleuderringen sitzen. Die letzteren sind über eine Art Feder-und-Nut-Verbindung mit der Welle 1 verbunden, wobei sie auf einem mit Nuten oder Riffelungen versehenen Teil derselben sitzen, Jeder Ölschleuderring 13 hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel nur zwei Muffen 12, welche diametral gegenüberliegend angeordnet sind; jedoch können die Zahl und die Anordnung dieser Muffen ebenso wie die der Streben 10 in beliebiger Weise abgeändert werden. Druckfedern 14, welche auf den Streben 10 an der einen Seite derselben sitzen, sind zwischen den Muffen 12 und einer Stirnfläche des Schneckenrades 2 zusammengepreßt und suchen das letztere entlang der Welle in der einen vorbestimmten Richtung, und zwar beim gezeichneten Ausführungsbeispiel nach rechts, zu bewegen. Innerhalb des Schneckenrades 2 sitzt in einer tiefen Versenkbohrung eine Reibscheibe 15, die einen axialen Schubdruck von den vorerwähnten Federn 14 her erfährt und sich zwischen einer Innenstirnfläche des Schneckenrades 2 und einer Querschubmuffe 16 befindet, welche mit der Welle 1 über einen Stift 17 verbunden ist. An derjenigen Seite, die der Reibscheibe 15 abgewandt ist, wird das Schneckenrad 2 von den Ölschleuderringen 13 über einen Abstandsring 20 auf Abstand gehalten. Das Schneckenrad 2 ist in einer vorstehenden Nabe mit einer ein gewisses Spiel aufweisende Bohrung 18 versehen, in deren Mitte ein Anschlagstift mit geringerem Durchmesser sitzt, welcher durch die Welle getrieben wird, um eine begrenzte Relativdrehung und Axialbewegung des Schneckenrades 2 in bezug auf die Welle 1 zuzulassen.The bearing on the other side of the gear housing @ 3 becomes stationary held by a cover 8. The worm wheel 2, which is easy to slide on the Shaft 1 is seated, has two outwardly widening holes or recesses 9, which are drilled about center lines parallel to the shaft 1, through which holes 9 through tapering spring struts 10 reach through, which in the following are referred to as "striving". These have a drive seat over their middle zone in the associated holes 9. The struts 10 rest at their outer ends in FIG tapered recesses 11 in steel sleeves 12, and the steel sleeves 12 themselves are held in oil slinger rings 13, the sleeves 12, for example, resilient sit in the oil slinger. The latter are via a kind of tongue-and-groove connection connected to the shaft 1, being provided on one with grooves or corrugations Part of the same sit, each oil slinger 13 has in the illustrated embodiment only two sleeves 12, which are arranged diametrically opposite one another; however can the number and the arrangement of these sleeves as well as that of the struts 10 in any Way to be modified. Compression springs 14, which on the struts 10 on the one Side of the same sit, are between the sleeves 12 and an end face of the worm wheel 2 pressed together and look for the latter along the shaft in the one predetermined Direction, to move to the right in the illustrated embodiment. Inside the worm wheel 2 sits a friction disk in a deep countersunk hole 15, which experiences an axial thrust pressure from the aforementioned springs 14 and between an inner end face of the worm wheel 2 and a transverse thrust sleeve 16 is located, which is connected to the shaft 1 via a pin 17. At the one The side facing away from the friction disk 15 is the worm wheel 2 of the oil slinger 13 held at a distance by a spacer ring 20. The worm wheel 2 is in one the protruding hub is provided with a bore 18 having a certain amount of play, in the middle of a stop pin with a smaller diameter sits, which through the shaft is driven to a limited relative rotation and axial movement of the Allow worm wheel 2 with respect to the shaft 1.

Im Betrieb wird die Antriebsleistung dem Schnekkenrad 2 von der (nicht dargestellten) Schnecke her übermittelt und von dort an die Federstreben 10 weitergeleitet. Da das Schneckenrad 2 auf der Welle 1 innerhalb der Grenzen zu gleiten vermag, welche durch den Stift 19 und die größere Bohrung 18 festgelegt sind, können die Streben 10 nach Art einer Strebe nachgeben, welche in der Mitte belastet und an den beiden Enden frei gehalten wird, während sie das Drehmoment auf die Welle 1 überträgt. Die Streben 10 werden so in den Buchsen 12, deren Form eine Beeinträchtigung der Bewegung der Streben 10 ausschließt, gehalten, daß eine kombinierte Roll- und Gleitbewegung vor sich gehen kann. Die Streben sind in Richtung auf beide Enden zu verjüngt, und zwar zu dem Zwecke, die Beanspruchung in Längsrichtung gleichmäßig zu verteilen und eine starke Konzentration auf die Mitte zu zu vermeiden. Änderungen im Antriebsdrehmoment rufen daher Änderungen in der Durchbiegung der Strebe hervor, und infolgedessen ist die Leistungsübermittlung elastisch innerhalb der Grenzen des Anschlagstiftes 19 und der ihm zugeordneten größeren Bohrung 18, welche Bauteile als Begrenzungsvorrichtung wirken, die eine übermäßig große Bewegung in jeder Richtung sowie eine Beschädigung infolge plötzlicher Drehmomentänderungen verhindert.During operation, the drive power is supplied to the worm wheel 2 by the (not shown) worm and forwarded from there to the spring struts 10. Since the worm wheel 2 is able to slide on the shaft 1 within the limits which are set by the pin 19 and the larger bore 18, the struts 10 give way like a strut, which loads in the middle and on the two Ends is kept free while it transmits the torque to the shaft 1. The struts 10 are so in the sockets 12, the shape of an impairment of the Movement of the struts 10 excludes, kept that a combined rolling and sliding movement can go on. The struts are tapered towards both ends, and for the purpose of distributing the stress evenly in the longitudinal direction and to avoid a strong focus on the middle. Changes in drive torque therefore cause changes in the deflection of the strut, and consequently the power transmission is elastic within the limits of the stop pin 19 and the larger bore 18 assigned to it, which components serve as a limiting device act causing excessive movement in any direction as well as damage prevented as a result of sudden changes in torque.

Eine Stabilisierungswirkung nach dem Reibungsprinzip erfolgt durch den Druck der Federn 14, welcher durch das Schneckenrad 2 und die Reibscheibe 15 zur Wirkung kommt. Die Stabilisier-Vorrichtung wirkt als Stoßdämpfer, regelt die Bewegung der nachgiebigen Streben und hindert das System daran, Resonanzschwingungen mit der Eigenschwingungsfrequenz auszuführen.A stabilizing effect based on the principle of friction takes place through the pressure of the springs 14, which is generated by the worm wheel 2 and the friction disk 15 comes into effect. The stabilizing device acts as a shock absorber, regulates the Movement of the resilient strut and prevents the system from producing resonance vibrations with the natural oscillation frequency.

Die beschriebene Einrichtung eignet sich für die verschiedensten Ausmaße der federnden Nachgiebigkeit mittels geeigneter Bemessung der nachgiebigen Streben und erreicht eine zufriedenstellende Stabilisierungscharakteristik durch entsprechende Bemessung der Schraubenfedern 14 und der Reibscheibe 15. Eine Begrenzungswirkung beliebiger Art kann dadurch erzielt werden, daß das Spiel zwischen dem Anschlagstift 19 und der mit Spiel vorgesehenen Bohrung 18 im Schneckenrad 2 verändert wird. Beispielsweise können der Kopf des Stiftes 19 und das Ende der umgebenden Bohrung 18 von konischer Gestalt sein, wobei eine Einregelung dadurch ermöglicht wird, daß auf dem inneren Ende des Stiftes 10 ein Gewinde aufgebracht wird, um den Stift in ein mit Gegengewinde versehenes Blindloch in der Welle 1 einzuschrauben. Die nachgiebige Kraftübertragungseinrichtung eignet sich nicht nur für Schneckengetriebe, sondern ist auch bei Stirngetrieben oder anderen Kraftübertragungsgetrieben brauchbar. Wenn der jeweils zur Anwendung kommende Antrieb einen axialen Schub bedingt, so kann dieser zum Stabilisieren herangezogen werden, wie dies im gezeigten Beispiel der Fall ist, wo die Reaktionskraft des Schneckengetriebes eine axiale Komponente aufweist, welche die Schubkraft der Federn 14 unterstützt.The device described is suitable for a wide variety of dimensions the resilient resilience by means of a suitable dimensioning of the resilient struts and achieves a satisfactory stabilization characteristic by appropriate Dimensioning of the coil springs 14 and the friction disk 15. A limiting effect any type can be achieved that the play between the stop pin 19 and the hole 18 provided with play in the worm wheel 2 is changed. For example the head of the pin 19 and the end of the surrounding bore 18 can be conical Be shape, adjustment is made possible by the fact that on the inner The end of the pin 10 is threaded to turn the pin into a mating thread screw the provided blind hole in the shaft 1. The compliant power transmission device is not only suitable for worm gears, but is also used for spur gears or other power transmission gears usable. If the respective to the application coming drive requires an axial thrust, this can be used for stabilization as is the case in the example shown, where the reaction force of the worm gear has an axial component that supports the thrust of the springs 14.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Flexible coupling with vibration damping for Transferring a drive torque from a driving coupling part to a coaxially arranged driven coupling part via freely rotatable, flexible Struts, which are held by the driving coupling part and parallel to the common axis are arranged, characterized in that for stabilization the coupling against vibrations and sudden changes in load of the driving force Coupling part (2) in the rotary and in the axial direction on a shaft (1) of the driven Coupling part is slidably arranged and a friction clutch between the driving Coupling part (2) and the shaft (1) is provided, the friction clutch under the influence of springs (14), which are parallel to the flexible struts (10) are arranged and an axial thrust between the driving and driven Cause coupling part.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that that the axial thrust is caused by helical springs (14) which are flexible Striving surround.

3. Coupling according to claim 2, characterized in that the driving Coupling part (2) via a toothing is driven in such a way that the Reaction force has an axial component which increases the spring compressive force.

4. Coupling after claims 1 to 3, characterized in that the friction clutch is an axial pressure friction disc (15), which between a countersunk hole in the driving coupling part (2) and a stop (16) is arranged on the shaft (1).

5. Coupling according to claim 2, characterized in that the springs (14) between the oil thrower rings (13) the driven shaft (1) and a stop on the driving coupling part are. Considered publications: German patent specifications No. 685 515, 820 691; Swiss patent specification No. 137 290. Earlier patents considered: German Patent No. 840 941.