DE1232412B

DE1232412B - Elastische Wellenkupplung

Info

Publication number: DE1232412B
Application number: DE1958V0013976
Authority: DE
Inventors: Clemens A Voigt; Dipl-Ing Walther Rinne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-03-03
Filing date: 1958-03-03
Publication date: 1967-01-12
Also published as: CH369628A

Description

Elastische Wellenkupplung Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung mit mehreren im kraftübertraggenden Zwischenstück angeordneten Hülsenfedern, die aus zwei ineinanderliegenden starren Hülsen und einem dazwischen festhaftend eingesetzten mit diametral in Drehrichtung gegenüberliegenden, etwa nierenförmigen Ausnehmungen versehenen elastischen Körper aus Gummi oder ähnlichen Stoffen bestehen, wobei die Hülsenfedern auf einem oder mehreren Teilkreisen und parallel zur Drehachse angeordnet sind.
Es sind nachgiebige Kupplungen mit mehreren zwischen den Kupplungsflanschen angeordneten kraftübertragenden Zwischenstücken aus nachgiebigem Werkstoff, z. B. Gummi, bekanntgeworden, bei denen die nachgiebigen Zwischenstücke fest mit Haltern verbunden sind, die mit achsparallel verlaufenden Enden ihrer bügel- oder kurbelförinigen Fortsätze in entsprechende Öffnungen der Kupplungsflansche eingreifen. Im Bereich der Zwischenstücke können die Halter aus konzentrischen Hülsen bestehen, die mit dem Gummi verbunden sind.
Eine andere Ausführungsart zeigt einen elastischen Körper, der nicht festhaftend mit den Hülsen, sondem durch Reibungsschluß verbunden ist. Hierbei hat man die nicht in der Drehkraftübertragungsrichtung liegenden Abschnitte der elastischen Körper mit Aussparungen versehen. Somit liegen die Aussparungen radial zur Mittellinie der Kupplung und man erreicht, daß sich jede Welle mit einer gewissen Leichtigkeit in bestimmter Richtung verschieben läßt. Einer relativen Verschiebung in Drehrichtung steht aber ein verhältnismäßig bedeutender Widerstand entgegen.
Es sind auch Kupplungshülsen für elastische Kupplungen bekanntgeworden, bei denen die Aussparungen im Gummikörper ringsum verteilt sind. Die Anordnung erfolgt jedoch so, daß sie sich paarweise versetzt gegenüberliegen und die ringförinigen Gummikörper durch weitere Hülsen unterteilt sind.
Schließlich ist eine Exzentrizität einer Innenhülse zu ihrer Außenhülse bei elastischen Motorlagerungen bekanntgeworden. Die Exzentrizität der Innenhülse ist dadurch gegeben, daß auf der Druckseite ein größeres Gummivolumen vorhanden ist als auf der Zugseite, während in der letzteren eine oder mehrere Aussparungen liegen. Der Einbau solcher Hülsenlager geschieht nach der vorgenannten Maßgabe unter der Bedingung, daß die Exzentrizität der Hülse in der senkrechten Belastungsrichtung liegt.
Derartige Einrichtungen dienen im wesentlichen zur einfachen und kurzen Montag ge. Sie berücksichtigen jedoch nicht eine Übertragungscharakteristik, wie sie z. B. bei einer Kardanwelle beim Kraftfahrzeug vorliegt und für die die Kupplung bei kleinerem Drehmoment, also bei geringerer Belastung, verhältnismäßig weich und gleichzeitig bei der Übertragung größerer Drehmomente verhältnismäßig hart sein soll. Beim Kraftfahrzeugantrieb treten z. B. große Drehmomente beim Anfahren auf, während bei Fahrten im direkten Gang die Drehmomente kleiner sind.
Der Erfindung liegt,die Aufgabe zugrunde, eine im wesentlichen in einer Drehrichtung beanspruchte elastische Kupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die solche unterschiedlichen Belastungen bei einfacher baulicher Gestaltung gerecht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe liegen die Innenhülsen zu den Außenhülsen exzentrisch, wobei einerseits ein Abstand der Innenhülsenachsen zu den Außenhülsenachsen in Umfangsrichtung des zugehörigen Teilkreises vorhanden ist und andererseits ihr radialer Abstand zur Kupplungsachse geringer ist, als derjenige der Außenhülsenachsen, und die Ausnehmungen wenigstem in der Breitenausdehnung in Drehrichtung gesehen, unter sich verschieden große lichte Weiten aufweisen.
Bei den zu übertragenden großen Drehmomenten, die in erster Linie beim Anfahren auftreten, gewährleistet das Anlegen des um die innere Hülse angeordneten Teils des elastischen Körpers an jeweils die in Drehrichtung gegenüberliegende Innenwand der Ausnehmungen die Kraftübertragung. Bei den kleineren Drehmomenten wird die Wirkung verändert. Die Innenhülse nimmt ihre Normallage allmählich wieder ein. Die Elastizität des die innere Hülse umgebenden Teils des Gununikörpers reicht für die Übertragung aus. In beiden Fällen wird der in der radialen Erstreckung liegende Gummikörper im wesentlichen auf Schub beansprucht, so daß im Hinblick auf die Nachgiebigkeit die günstigte Beanspruchungsart des Gummis erzielt wird. Darüber hinaus wird mit der Anordnung verschiedener lichter Weiten bei den Ausnehmungen in vorteilhafter Weise erreicht, daß ein gleichmäßiger übergang von den größeren zu den kleineren Drehmomenten und um-Crekehrt infolge Verschiebung der Innenhülsen bereits unter kleinen Drehmomenten zustande kommt. Weiterhin werden Torsionsspannungen durch die exzentrische Lagerung der Innenhülse zum Zentrierpunkt der Außenhülse auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
Durch die Erfindung wird außerdem vermieden, daß innerhalb des kritischen Drehzahlbereiches liegende, durch die Drehschwingungen hervorgerufene und in T"#'.e#;otianz kommende Eigenfrequenzen sich schädlich auswirken können. Nicht zuletzt trägt eine solche Maßnahme in erheblichem Maße zur Verminderung des leitenden Schalls bei.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt F i 1 eine Kupplung in Ansicht mit zwei diametral angeordneten Hülsenfedern in einer Ringscheibe, F i 2 eine Kupplung in Ansicht mit paarweise diametral angeordneten Hülsenfedern in einer Ringscheibe, F i g. 3 eine Hülsenfeder mit verschieden großen Ausnehmungen und exzentrischer Innenhülse und F i g. 4 eine perspektivische Darstellung der gesamten Kupplung.
Der Einfachheit halber ist in F i g. 1 eine Ringscheibe 1 dargestellt, die die Hülsenfedem aufnimmt. Die Hülsenfedern bestehen aus einer Außenhülse 2, einer Innenhülse 3 und einem dazwischen liegenden Gummikörper 4, der beide Hülsen festhaftend verbindet. Die Ausnehmungen 5 und 6 liegen einander diametral gegenüber, und zwar in Umfangsrichtung.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 weisen die Ausnehmungen 5 und 6 eine unterschiedliche lichte Weite auf und liegen so in der Ringscheibe 1, daß einer kleinen Ausnehmung jeweils eine große Ausnehmung, in der Drehrichtung (Pfeil) gesehen, folgt. Hierbei liegt die Innenhülse 3 exzentrisch zum Mittelpunkt der Außenhülse, und zwar entgegengesetzt a zur Drehrichtung und in Richtung auf die Drehachse, wie es die Abstände e und f verdeutlichen.
Das Ausführungsbeispiel in F i g. 2 zeigt eine Anordnung mit paarweise diametral auf einem Teilkreis angeordneten Hülsenfedern, wobei sich jeweils die kleinen und die großen Ausnehmungen 5 bzw. 6 benachbarten Hülsenfedem gegenüberliegen. Die Exzentrizität der Innenhülse 3 ist im übrigen wie bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 1 gewählt. Die F i g. 3 zeigt eine Hülsenfeder, wie sie in den Ringscheiben nach F i g. 1 und 2 dargestellt ist, wobei die Ausnehmungen 5 und 6 jeweils im unbelasteten Zustand ungleiche lichte Weiten g bzw. h aufweisen, während die Wandungen der Ausnehmungen bikonvex ausgebildet sind. Am jeweiligen Auslauf dieser Ausnehmungen 5 und 6 kann eine Art Hinterschneidung vorhanden sein, so daß sich dadurch Vorsprünge 11 bzw. 12 bilden.
Die perspektivische Darstellung in F i g. 4 zeigt die treibende Welle 15 und die getriebene Welle 16, die unter Zwischenschaltung einer elastischen Kupplung miteinander verbunden sind. Auf der einen Seite greift die treibende Gabel 13 und auf der anderen Seite die Gabel 14 der getriebenen Welle in den elastischen Körper 4 der in der Ringscheibe 1 gelagerten Hülsenfedern ein. Der Einfachheit halber sind hierbei die nierenförmigen Ausnehmungen weggelassen.

Claims

Patentansprüche: 1. Elastische Wellenkupplung mit mehreren im kraftübertragenden Zwischenstück angeordneten Hülsenfedern, die aus zwei ineinanderliegenden starren Hülsen und einem dazwischen festhaftend eingesetzten, mit diametral in Drehrichtung gegenüberliegenden, etwa nierenförmigen Ausnehmungen versehenem elastischen Körper aus Gummi oder ähnlichen Stoffen bestehen, wobei die Hülsenfedern auf einem oder mehreren Teilkreisen und parallel zur Drehachse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülsen (3) zu den Außenhülsen (2) exzentrisch liegen, wobei einerseits ein Abstand (e) der Innenhülsenachsen zu den Außenhülsenachsen in Umfangsrichtung des zugehörigen Teilkreises vorhanden ist und andererseits ihr radialer Ab- stand zur Kupplungsachse geringer ist, als derjenige der Außenhülsenachsen, und die Ausnehmungen (5, 6) wenigstens in der Breitenausdehnung (g, h) in Drehrichtung gesehen, unter sich verschieden große lichte Weiten aufweisen.
2. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstärke zwischen den Ausnehmungen (5, 6) und der Innenhülse (3) in an sich bekannter Weise gleich groß ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung S 23936 XII/47 c, 5 (bekanntgemacht am 6. 8. 1953); schweizerische Patentschrift Nr. 268 266; britische Patentschriften Nr. 660 574, 679 404, 696 055; USA.-Patentschrift Nr. 2 386 478. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patentschrift Nr. 1045 183.