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Elastische Wellenkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische
Wellenkupplung, bei welcher das Drehmoment durch radial angeordnete, in Axialrichtung
flache und mit den inneren Enden in eine Hülse auf der treibenden Welle eingelassene
Blattfedern übertragen wird, die auf dieser Hülle mit kugelig abgerundeten Halteringen
befestigt sind und mit ihren äußeren Enden in einem gehäuseartigen Teil der getriebenen
Welle verschiebbar gelagert sind, wobei den Kugelflächen der Halteringe Innenkugelfiächen
des gehäuseartigen Teils mit dazwischen befindlichem Spiel benachbart sind und die
Enden der Blattfedern zwischen jeweils zwei Mitnehmerstifte eingreifen, die in einem
gehäuseartigen Teil eingesetzt sind und leicht drehbare Buchsen tragen.
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Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, die Winkelbeweglichkeit
der an sich bekannten Gattung der elastischen Wellenkupplungen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird der Erfindung gemäß dadurch gelöst, daß die Buchsen
der dem freien Ende einer jeden Blattfeder zugeordneten beiden Mitnehmerstifte mit
einer in eine Ausnehmung der Blattfeder eingreifenden Lasche verbunden sind und
ein axial verschiebbares Buchsenpaar bilden.
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In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein,
daß zwischen den Außenkugelflächen der Halteringe und den Innenkugelf(ächen des
gehäuseartigen Teils ein oder mehrere Federringe eingelegt sind.
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Zweckmäßigerweise sind zwischen je zwei Bündeln von Mitnehmerfedern
in an sich bekannter Weise Nocken auf der Wellennabe fest angeordnet.
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Die Mitnehmerstifte können in an sich bekannter Weise gleichzeitig
Schäfte von Schrauben sein, während die Mitnehmerstifte mit ihren beiden Enden lose
in Bohrungen liegen können, welche beiderseits in den Seitenwänden des Kupplungsgehäuses
eingebracht sind.
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Vorzugsweise weisen je zwei oder mehrere Blätter , der Blattfedern
eine Krümmung auf.
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Eine elastische Wellenkupplung nach der Erfindung ist in der Zeichnung
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt die Kupplung im Längsschnitt bei ab- , gewinkelten Wellenachsen,
und zwar als Schnitt A -B
der Fig. 2, welche einen Teilschnitt durch die Mitte
des Kupplungsgehäuses der Fig. 1 im Zustand normaler Verdrehungsbelastung darstellt;
Fig. 3 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Kupplung in Verbindung mit einer Zwischenwelle
mit Kreuzgelenk als versetzten und abgewinkelten Wellentrieb im verkleinerten Maßstab;
Fig. 4 zeigt die Kupplung der Fig. 1 ebenfalls im Längsschnitt, jedoch in Verbindung
mit zwei frei tragenden Wellenzapfen, die durch feststehende Lager fixiert sind
und sowohl einen starken Wellenachsversatz wie auch eine erhebliche Abwinkelung
aufweisen; Fig.5 zeigt eine der sternförmig angeordneten Mitnehmerfedern zwischen
zwei mit dem Kupplungsgehäuse umlaufenden Mitnehmerstiften nebst Gleitbuchsen in
Ruhelage der Kupplung.
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Die Pfeilrichtung V über der genuteten Hülse 3 deutet die Drehrichtung
der treibenden Welle 1 an, auf der die Hülse 3 verdrehungsfest aufgeschoben ist,
während die getriebene Welle 2 den gehäuseartigen Teil 4 mit dem Deckel 4' trägt,
das durch eine Scheibenfeder 5 auf der getriebenen Welle 2 befestigt ist und zwecks
Axialsicherung noch die Schraube 6 aufweist.
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Nach Maßgabe des zu übertragenden Drehmoments werden die in die Nuten
der Hülse 3 eingesetzten und durch die zwei Halteringe 7 darin befestigten Blattfedern
8, welche als Körper annähernd gleicher Biegefestigkeit ausgebildet sind, durchgebogen.
Je nach Größe des zu übertragenden Drehmoments und je nach der zu wählenden Verdrehungselastizität,
die durch den Winkel X dargestellt ist,
können in an sich bekannter
Weise die sternförmig und frei stehend in der Hülse 3 festgehaltenen Blattfedern
8 aus mehreren Blättern bestehen, die kürzer oder länger sein können.
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Zwecks Mitnahme der getriebenen Welle greifen die Blattfedern 8 in
an sich bekannter Weise zwischen je zwei Mitnehmerstifte ein, welche einerseits
aus dem Schaft des als Schraube ausgebildeten Mitnehmerstiftes 9, andererseits aus
dem Rundstab 9 bestehen. Damit bei hoher Umlaufgeschwindigkeit (bis 30 m/sec und
mehr) und bei stark abgewinkelten Wellen geringe Gleitverluste in Längsrichtung
der Mitnehmerstifte 9 und 9' auftreten, greifen die Blattfedern 8 nicht direkt auf
den Mitnehmerstiften 9 und 9' an, sondern übertragen den Anpressungsdruck über je
eine Gleitbuchse 10, welche auf dem Schraubenschaft 9 und auf dem Rundstab
9' leicht verschiebbar ist. Dabei ist jede Buchse für sich leicht drehbar. Zwecks
gleichen Verschiebeweges der Gleitbuchsen 10 der dem freien Ende einer jeden
Blattfeder 8 zugeordneten beiden Mitnehmerstifte 9, 9' sowie auch zwecks einfacher
Montage der Kupplung sind die Buchsen 10 durch die Lasche 11 so miteinander verbunden,
daß sie sich in der Lasche 11 wohl verdrehen, aber nicht darin verschieben
lassen. Somit können sich die Gleitbuchsen 10 beim Durchbiegen der Blattfedern 8
auf den Mitnehmerstiften 9 und 9' drehen. In den einzelnen Blättern der Blattfeder
8 befindet sich je eine Ausnehmung 12, in welche die Lasche 11 eingreift.
Damit wird erstens ein sicheres Mitnehmen der über die Laschen zu einem Paar verbundenen
Gleitbuchsen 10 beim axialen Verschieben gewährleistet und zweitens eine an sich
bekannte gute Verwindbarkeit bei großer Abwinkelung der Kupplung erzielt.
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Der Schnittpunkt der Mittellinie der abgewinkelten Wellen 1 und 2
liegt im Mittelpunkt M des gehäuseartigen Teils 4 und 4'. Die maximal
zulässige Wellenabwinkelung Y wird durch die im Deckel 4' befindliche Öffnung 13
begrenzt, während die Zentrierung der mehr oder weniger abgewinkelten oder auch
während des Drehumlaufes der Kupplung schwingenden Welle 1 in an sich bekannter
Weise durch ein Kugelsystem in dem Mittelpunkt M erfolgt. Dieses Kugelsystem wird
einerseits durch die kugelförmigen Außenseiten der beiden Halteringe 7, andererseits
durch die kugelförmigen Ausdrehungen 14 des gehäuseartigen Teils 4, 4' gebildet.
Dabei wird der Spielraum durch Beilegen einer oder mehrerer gewölbter Federringe
14' ausgefüllt.
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Um ein Spiel zwischen treibendem und getriebenem Teil der Kupplung
sowohl in Ruhelage als auch bei wechselnder Drehrichtung und veränderlichem Drehmoment
dauernd zu vermeiden, sind die einzelnen Blätter der Blattfedern 8 oder auch nur
die beiden äußeren auf den Gleitbuchsen 10 anliegenden Blätter leicht gebogen,
wie es die Krümmung rin Fig. 5 veranschaulicht.
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Diese Anordnung gewährleistet, daß Betriebsgeräusche in der Kupplung
nicht auftreten. Bei überlastung der Kupplung wird die Gefahr einer bleibenden Verformung
der Blattfedern 8 durch die mit der Hülse 3 fest verbundenen Nocken 20 dadurch vermindert,
daß in an sich bekannter Weise die Form dieser Nocken der Durchbiegeform der Blattfedern
8 nach beiden Drehrichtungen entspricht, so daß sich die Blattfedern 8 mit zunehmender
Belastung mehr und mehr gegen die Krümmung der Nocken 20 legen und bei Erreichen
eines maximal zulässigen Drehmoments so weit kraftschlüssig anliegen, daß nur noch
kurze frei tragende Enden der Blattfedern 8 über den Nocken 20 vorstehen.
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Obwohl die Kupplung bei Verwendung gehärteter Teile einen langen Trockenlauf
ermöglicht, kann für gewisse Betriebsverhältnisse eine Ölschmierung erfolgen. Zum
Schutz gegen unerwünschten Ölaustritt sind beiderseits im Gehäuseinneren die ölfangrinnen
16 vorgesehen.
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Die Wellenöffnung 13 wird durch einen manschettenförmigen, elastischen
Balg 17 zwischen einem auf der Welle befindlichen Ring 18 und der am Deckel
4' formschlüssig angebrachten Rosette 19 staubdicht abgeschlossen.
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Durch Herausnehmen oder Einlegen von Federringen 14' aus dem gehäuseartigen
Teil 4 und 4' wird die Zentrierung der treibenden Welle 1 im Mittelpunkt
M aufgehoben, so daß die treibende Welle 1 samt der Hülse 3 und den Blattfedern
8 gegenüber dem Gehäuseinneren ein radiales, nur durch die Blattfedern federnd begrenztes
Spiel erhält. Dieser Spielraum gestattet die Verwendung und Anordnung der Wellenkupplung
nach Fig. 4 zwecks Drehmomentübertragung von einem festgelegten Wellenzapfen 1 zum
anderen, gleichfalls festgelegten Wellenzapfen 2, deren Achsmitte erheblich versetzt
sind, z. B. um den in der Zeichnung (Fig. 4) dargestellten Betrag Z. Zudem können
die Achsrichtungen beider Wellenzapfen den Winkel Y bilden, dessen Scheitelpunkt
S außerhalb des Gehäusemittelpunktes M liegt.
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Die Hülse 3 ist auf der Welle 1 gegen nicht beabsichtigte Axialverschiebung
in einfacher Weise durch eine Stellschraube 6 mit Innensechskant gesichert. Eine
durch die Schraube 6' öldicht verschlossene Bohrung liegt in Ruhelage der Kupplung
in der Richtung der Schraube 6 und ermöglicht den Zugang mittels Stecksehlüssel.
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Je nach Größenordnung der Kupplung oder deren Verwendungszweck kann
die Hülse 3 auch verlängert sein und durch die Öffnung 13 des Kupplungsgehäusedeckels
4' herausragen. Die Welle 1 kann ein Keilprofil aufweisen, welches mit einem entsprechenden
Innenprofil der Hülse 3 eine axial verschiebbare, drehfeste Verbindung bildet, die
z. B. bei Verwendung einer nur aus einem Stück bestehenden abzuwinkelnden Verbindungswelle
1 für den Zapfwellenantrieb von Traktoren für Arbeitsmaschinen vorteilhaft ist.