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Gelenkkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkkupplung
für die Übertragung eines Drehmomentes von einem treibenden auf ein getriebenes
Teil mit einem Meinbraneinsatz, der aus einer Mehrzahl in Reihe verbundener ringförmiger
Scheibenmembranen gebildet wird, die Wände mit ebenen und profilierten Seiten aufweisen
und deren Dicke mit zunehmendem radialem Abstand vom Zentrum abnimmt, und dessen
Endmembranen an ihrem äußeren Umfang mit dem treibenden bzw. getriebenen Teil verbunden
sind.
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Es ist bereits bekannt, bei solchen Gelenkkupplungen Scheibenmembranen
zu verwenden, deren einzelne Scheiben im axialen Querschnitt U-förmig sind, wobei
die zueinander gekehrten Flächen benachbarter Scheiben eine Profilieruna aufweisen.
Weiter ist es bekannt, bei Gelenkkupplungen jede Membran als eine einzige Wand auszubilden.
Eine andere bekannte Gelenkkupplung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen den
einzelnen Membranpaaren Zwischenelemente vorgesehen sind, welche zusammen mit Schrauben
die Verbindung zwischen benachbarten Scheiben herstellen.
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Für die Übertragung von Drehmomenten bei hohen Geschwindigkeiten erscheint
es erforderlich, zusätzliche einfache Sicherunosmittel vorzusehen, welche die Elastizität
der Membran so erhöhen, daß auch unter erschwerten Bedingungen eine vollständige
Betriebssicherheit gegeben ist. Die Erfindung geht deshalb von der Aufgabe aus,
die Gelenkkupplung der eingangs erwähnten Art in diesem Sinne zu verbessern. Diese
Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß je zwei profilierte Seitenflächen
an ihrem inneren Teil miteinander kämmende Seitenflächenkeilnuten aufweisen, die
durch federnde Ringe von U-förmigem Querschnitt zusammengeklemmt werden, wobei eine
Membran jedes Paares an ihrem Umfang .mit der benachbarten Membran des benachbarten
Paares verbunden ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Mittelteil der Ringe nach außen tD Ce wölbt ist. Außerdem kann in den Ringen jeweils
eine ringförmige Unterstützungsfeder vorgesehen werden, die die Ringe radial nach
außen drückt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Enden eines geteilten
Ringes ein Keil vorgesehen ist, der den Ring aufweitet.
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Durch die Erfindung wird die Elastizität der Meinbranen vergrößert,
wodurch die mit der Gelenkkupplung ausgerüstete Anlage auch bei stärkeren Schwin-C
gungen zuverlässig und betriebssicher arbeiten kann. In den Zeichnungen sind einige
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Gelenkkupplung dargestellt.
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F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Doppelgelenkkupplung;
Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Membranen nach der F ig. 1 im vergrößerten
Maßstab; Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt durch die in den F i
g. 1 und 2 gezeigte Spannvorrichtung; Fig. 4 ist eine Abwandlung der in der
F i g. 3
gezeigten Spannvorrichtung; Fig. 5 ist eine Ansicht eines
Spannringes anderer Art; Fig. 6 ist ein Schnitt durch den in der F i
g. 5
dargestellten Ring nach der Linie 6-6.
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In der F i g. 1 ist ein Antriebsteil 11 mit einem getriebenen
Teil 12 durch eine teleskopartig ineinandergeschobene Rohrverbindung 13 und
zwei Membraneinsätze 14 und 15 verbunden.
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Die Teile 11 und 12 sind in der gezeigten Art identisch. Sie
sind auf irgendeine bekannte Art mit der Antriebswelle bzw. der getriebenen Welle
befestigt. Die Wellen können im Betrieb eine bestimmte oder veränderliche Fehleinstellung
aufweisen und sind Schwingungen unterworfen. Die Membraneinsätze 14 und
15 sind gebogen, wenn sie eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen
den mit einer Fehleinstellung
versehenen Wellen bilden. Die Deckel
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der Rohrverbindung 13 sollen die Mernbraneinsätze vor äußerem Schaden
bewahren. Die Teile 11 und 12 weisen je einen Flansch 21 auf, der
jeweils mit der letzten Membran der Einsätze 14 bzw. 15 verbunden ist. Die
Membranen müssen bearbeitet sein, damit die infolge des Drehmomentes auftretende
Gleitung ci a eichmäßig ist und in der Biegeebene eine gleichmäßige Biegebeanspruchung
vorherrscht. Aus dem C
gleichen Grunde sind die rin förmigen Teile
25 der 9
Membranen zur leichten Anbringung an den magnetischen Klemmbacken
mit einer abgeplatteten Oberfläche versehen, während ihre andere Oberfläche profiliert
sein kann. Die Membranen werden mittels an ihren profilierten Innenseiten befindlicher
Keilnutverzahnungen und eines Klemmringes sowie auf dem Umfang wirksamer Befestigungsmittel
einheitlich hintereinander zu einem Einsatz zusammengebaut, wie es aus der F i
g. 2 deutlich hervorgeht.
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Die Membraneinsätze 14 und 15 bestehen je aus mehreren
ringförmigen Membranen 25 mit einem Umfangsflansch 26 gleicher Dicke,
deren Wanddicke jedoch'mit zunehmender radialer Entfernung vom Mittelpunkt abnimmt,
so daß überall eine gleichmäßige Gleitung infolge des Drehmomentes aufrechterhalten
wird und eine im wesentlichen gleichmäßige Biegebeanspruchung in der Biegeebene
auftritt. Die Anzahl der Membranen kann in Abhängigkeit von den Belastungsbedingungen
schwanken. Die Meinbrauen enden radial nach innen an einem Innenrand 30 mit
lotrechten Wänden, der an der mit Konturen versehenen Wandseite vergrößert und mit
keilförmigen Nuten 36 versehen ist. Die äußeren Enden der Membranen
25 sind über Flansche 26 und ringförmige Abstandsringe aneinander
befestigt.
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Die sprengringartigen Ringe 40 aus Federstahl mit Enden 41, 42 und
U-förmigem Querschnitt haben einen Durchmesser, der größer als der Innendurchmesser
der Membranen ist. Die Ringe 40 werden bei der Montage zusammengedrückt und am Innenrand
miteinander kämmender Membranpaare 25 angeordnet, so daß sie eine radial
nach außen gerichtete und eine axial die leicht geneigten Seiten der Keilnutverzahnuna
der Membranpaare zusammendrückende Kraft ausüben. Hierzu weist der U-förmige Querschnitt
der Ringe einen gebogenen Mittelteil auf, wobei die senkrechten Ränder 43 die gegeneinandergerichteten
axialen Kräfte ausüben (F i g. 3). Die sich axial erstreckenden Keilnutverzahnungen
in den aufeinander abgestimmten Ausnehmungen haben daher keine vollkommene Bodenberührung.
Da der Ab-
stand zwischen den sich radial nach außen erstreckenden Rändern
43 der Ringe geringer ist als zwischen den flachen Seiten der aufeinander abgestimmten
Membranen, wird die Klemmtätigkeit durch ein Bie-Cren des Mittelteiles 44 des Ringes
erreicht. Die flachen, sich axial erstreckenden und ausgerichteten ringförmigen
Oberflächen der Ringe 44 liegen am Innendurchmesser der mit ihnen zusammenwirkenden
Membranen lotrecht zu den abgeplatteten Seitenwänden 28, die infolge der
Keilnutverzahnungen parallel zueinander liegen. Bei dieser Bauart sind die beiden
zum Einspannen verwendeten Ringränder 43 parallel und liegen im rechten Winkel zur
Kupplungsachse. Daher schließen axiale Belastungen, die aus der übertragung des
Drehmomentes durch die Keilnutverzahnungen entstehen, die Ringe 44 nicht radial
ein. Da die Ringe eine radiale Ausgangsexpansionskraft aufweisen, werden sie durch
keine Schwingungsbewegung in den Membranen radial nach innen gedrückt.
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F i g. 4 zeigt eine Abwandlung des geteilten Ringes 40, der
durch eine geteilte L T interstützungsfeder 91
aus Federstahl radial
nach außen gedrückt wird. Der Stützring 91, dessen Durchmesser den Innendurchmesser
des Spannringes 40 übersteigt, wird in seine Lage gepreßt und vergrößert dadurch
die radial nach außen gerichtete Kraft des Ringes 40 auf das miteinander kämmende
Membranpaar.
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In den F i g. 5 und 6 wird eine weitere Abwandlung des
Spannmittels gezeigt. Der Ring 93 weist den gleichen U-förmigen Querschnitt
wie die vorher beschriebenen Ringe 40 auf. so daß der gebogene Mittelteil des Ringes
eine axial gerichtete Kraft auf die abgeplatteten Seiten 28 der Membranen
ausübt und dadurch eine Loslösung an den Keilnutverzahnungen 36 verhindert.
Der Ring 93 weist jedoch einen Durchmesser auf, der geringer als der Innendurchmesser
der Membranen 25 ist. Daher wird er durch einen Keil 94 radial erweitert,
welcher mittels der Keil- und Schlitz-Verbindung 95 zwischen den Enden des
geteilten Ringes gehalten wird, damit sich die Ränder 43 des Ringes 93 über
die abgeplatteten Seiten der Membranen aufweiten und gegen diese anliegen.
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Bei der beschriebenen Konstruktion können die profilierten Oberflächen
der Membranen durch Halten der angeplatteten Flächen gegen eine magnetische Klemmbacke
hergestellt werden. Die Membranen können durch Ausrichten der sich axial erstreckenden
keilförmigen Zähne, die keine vollkommene Grundberührung, aber wenig geneigte Seitenflächen
haben, und anschließendes festes Zusammenklemmen leicht zusammengebaut werden. Die
Ringe verhindern wirksam eine axiale Loslösung der Membranen über die Zähne und
Keilnuten und widerstehen jeglicher radial nach innen gerichteter Kraft, die dazu
neigt, den Klemmring von den Membranen herunterzuschieben.