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Elastische Kupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische
Kupplung mit geschlitzten Hülsenfedern, die satzweise in Bohrungen eingesetzt sind,
deren Nfittelpunkt in oder in der Nähe der Trennfuge zwischen konzentrisch angeordneten
treibenden und getriebenen hülsenförmigen Kupplungshälften liegt, und in deren Schlitze
ein als Feder ausaebildeter Anschlaghebel eingreift, der außerhalb der Hülsenfeder
zwangsgeführt und um einen außerhalb der Feder liegenden Drehpunkt schwenkbar ist.
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Kupplungen dieser Art, bei denen die Schlitze der Hülsenfedern radial
zur Mittellinie der Kupplung gerichtet sind, wurden schon in der Patentanmelduno,
im
D 48413 XII/47 c beschrieben.
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Danach ist bereits eine Hülsenfederkupplung bekanntgeworden, bei der
Primär- und Sekundärteil ineinandergesteckt sind. An der Teilfuge dieser beiden
Ringkörper sind mehrere Bohrungen parallel zur Achse angeordnet, die zur Aufnahme
der reihenweise mit Passung eingeschobenen Hülsenfederpakete dienen. In die Federpakete
ist ein Bolzen eingebaut, der zur Begrenzung des Hubes dient; eine an dem Bolzen
angeordnete Leiste greift mit Spiel in eine Nut des Innenteils ein und verhindert
ein zu weites gegenseitiges Drehen der einzelnen Federblätter. Die bekannte Kupplung
ist symmetrisch gebaut und wirkt drehrichtungsunabhängig nach beiden Seiten gleich;
die Federbeanspruchung sowie die Durchfederung lassen sich durch Auswechseln der
Begrenzungsbolzen ändern. Auch die Zahl der Federpakete bzw. die Federblätter selbst
sind veränderbar. Bei entsprechendem Spiel zwischen Außen- und Innenteil lassen
sich bei dieser Kupplung Wellenverlagerungen ausgleichen, so daß sie torsions- und
biegeelastisch ist; auch bei einem Wechsel des Drehmomentes in den negativen Bereich
bleibt federnder Schluß zwischen den beiden Kupplungsteilen gewahrt.
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Bekannt ist auch eine elastische Hülsenfederkupplung, bei der die
Hülsenfedern in Bohrungen eingesetzt sind, deren Mittelpunkte in der Trennfuge zwischen
den konzentrisch an-eordneten treibenden und getriebenen Kupplungsteilen oder in
deren Nähe liegen.
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Bei dieser bekannten Lösung sind in die Bohrungen zwischen Bohrungswand
und Hülsenfeder zwei starke Schalen derart eingelegt, daß sie die Trennfuge zwischen
den beiden Kupplungsteilen überbrücken. Die Schalen bzw. die Bohrungswandungen sind
dabei mit Ölnuten versehen, die eine ausreichende ölzufuhr zwischen den Schalen
und den Bohrungswandungen einerseits und den Schalen und der Hülsenfeder andererseits
gewährleisten. Bekannt ist weiterhin eine elastische Kupplung, die mit zylindrischen,
als Wälzkörper dienenden und durch schraubenföriniaes Wickeln gebildeten Federkörpern
versehen ist. Wirkt bei dieser Kupplung ein Drehmoment auf den äußeren Kupplungsring,
beispielsweise im Rechtsdrehsinn, ein, so wandert der Kupplungsring in diesem Drehsinn;
der größte Ab-
stand von zwei in Kupplungs-Außen- und -Innenteil sich gegenüberliegenden
muldenartigen Vertiefungen verringert sich dabei unter Zusammendrücken der Federkörper
und gleichzeitigem Abwälzen derselben in den Vertiefungen.
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Schließlich ist auch eine elastische Kupplung bekannt, bei der geschlitzte
Hülsenfedersätze umfangsverteilt zwischen dem Außen- und dem Innenteil der Kupplung
angeordnet sind.
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Die beiden im Paket innenliegenden Hülsenfedern sind gegenüber den
beiden äußeren Hülsenfedem im Umfang etwas kürzer gehalten, damit die an ihren Enden
mit rechtwinklig abgebogenen Lappen versehenen äußeren Hülsenfedern über die inneren
hinweggreifen können. Das Hinweg eifen der Lappen "gr ist zum Befestigen der Hülsenfedersätze
am Kupplungsaußenteil erforderlich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-,grunde, die bekannten
Hülsenfederkupplungen noch D einfacher und zweckmäßiger aus- bzw. weiterzubilden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der im wesentlichen U-förmig ausgebildete
Anschlagliebel mit seinem inneren, gegebenenfalls zylindrisch geformten Ende in
einer korrespondierend ausgebildeten Bohrung der inneren Kupplungshälfte gelagert
ist und mit seinen in den Hülsenfederansatz hineinragenden
Schenkeln
beidseitig direkt und/oder über lose Druckstücke an der Innenwand der inneren Hülsenfeder
federnd anliegt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Schlitze der
Hülsenfedersätze und der Abstand der Schenkel des Anschlag .,hebels zur Mitte der
Hülsenfedersätze hin gleichermaßen erweitert. In zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung
sind die der Innenwand der inneren Hülsenfeder zugekehrten Flächen der Druckstücke
gewölbt. Gleichzeitig sind sie mit einem Radius versehen, der kleiner ist als jener
der inneren Hülsenfeder. Zweckmäßiger und vorteilhafterweise sind die, den Schenkeln
des Anschlaghebels zugekehrten Flächen der Druckstücke leicht ballig au-,gebildet.
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Für die Merkmale der Unteransprüche wird nur Schutz in Verbindung
mit dem Gegenstand des Hauptanspruches beansprucht.
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Die Erfindung beinhaltet beträchtliche Vorteile: Sie bringt vor allem
eine wesentliche Steigerung des Dämpfungsvermögens, ohne daß indes die Charakteristik
der Federkupplung nennenswert verändert wird.
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Wie sich deutlich gezeigt hat, erzeugen die Hülsenfedern
- auch bei stoßartiger Belastung von der Nullast bis zu einer Höchstlast
- eine relativ ante Reibdämpfung. Müssen die Hülsenfedem jedoch bei schwingender
Belastung mit konstanter Schwingungsamplitude und beispielsweise unter
901 zur Belastungsrichtung arbeiten, so arbeiten sich die einzelnen Federn
voneinander frei. Durch einen solchen Umstand bildet sich zwischen den Federn ein
Luftspalt, so daß praktisch nur in geringem Maße noch Dämpfung vorhanden ist.
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Zur Vermeidung derartiger Mängel und Nachteile wurde im besonderen
Maße auf die Ausbildung und Anordnung der den Hülsenfedem zugeordneten Anschlaghebel
Wert gelegt, so daß in Verbindung mit der Ausbildung und Anordnung der zwischen
den beiden Kupplungshälften befindlichen Trenntuge stets Reibungsarbeit geleistet
wird. Dies wirkt sich um so mehr aus, als die Hülsenfedern durch die getroffenen
Vorkehrungen stets wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgebracht werden, wodurch
nun ständig und in jeder Lage der Hülsenfedern Reibdämpfung gewährleistet ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigt dabei F i g. 1 das Schema einer bisher üblichen, doppeltgeschichteten
Hülsenfeder, F i g. 2 das Schema einer ebenfalls doppeltgeschichteten Hülsenfeder,
bei der die Linie zwischen den Berührungspunkten nicht durch die Mitte der Federn
verläuft, F i g. 3 eine doppeltgeschichtete Hülsenfeder und einen Anschlaghebel,
dessen unteres Ende zylindrisch geformt ist, und schließlich F i g. 4 eine
weitere doppelschichtige Hülsenfeder mit einem im wesentlichen U-förmig ausgebildeten
Anschlaghebel.
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Im Schema nach F i g. 1 sind die Hülsenfedem 4, 4a zwischen
den Flächen a und b angeordnet. Es ist dabei angenommen, daß die schwingende,
durch Richtungspfeile angedeutete Belastung dabei durch den Mittelpunkt der Federn
verläuft. Nach einigen Schwinglastwechseln stellt sich zwischen den Federn 4,
4 a ein Spalt x ein, durch welchen die Reibdämpfung verlorengeht. An den
Berührungsstellen der Flächen a und b mit der Außenfeder 4 sowie an den Berührungsstellen
dieser Außenfeder mit der Innenfeder 4 a besteht praktisch keine Reibdämpfung. Das
Fehlen der Dämpfung ist vor allem dann bedenklich, wenn die Kritische in der Nähe
der Betriebs-Drehzahl liegt, oder wenn in der Kritischen beim Hochfahren einer Anlage
einige Zeit verweilt werden muß.
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Im Schema nach F i g. 2 sind die Hülsenfedern 4, 4a ebenfalls
zwischen den Flächen a und b angeordnet. Die Linie zwischen den Berührungspunkten
verläuft hier jedoch nicht durch die Mitte der Federn. Bei einer Schwingbewegung
der Fläche a in Pfeilrichtung umgreift die Feder 4 die Feder 4 a derart, daß durch
die innere Feder 4 a die äußere Feder 4 spielfrei an die etwa um
90' zur Schwingrichtung angeordnete Fläche c angedrückt wird, wodurch ein
Anpreßdruck aufgebaut wird, von dessen Größe das Maß der Reibdämpfung abhängig ist.
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In den F i g. 3 und 4 sind die beiden Hälften der Kupplung
mit 1 und 2 bezeichnet, während die zwischen diesen beiden Hälften liegende
ringförmige Trennfuge mit 3 versehen ist. Die Halbbohrungen 1 a, 2a
der Kupplungshälften 1, 2 dienen zum Einlegen der Hülsenfedern4a, 4, die
so angeordnet sind, daß deren gemeinsamer Schlitz 4 b radial zum Mittelpunkt
der Kupplung weist. Die Hülsenfedern 4, 4 a werden mit Vorspannung in die Halbbohrungen
la, 2 a eingelegt, so daß sie sich gegeneinander sowie auch gegen die Halbbohrungen
der beiden Kupplungshälften anlegen.
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In F i g. 3 ist der in seiner Gesamtheit mit 6 bezeichnete
und im wesentlichen U-förmig ausgebildete Ansdhla,-hebel mit seinem zylinderförmigen
Kopf 6a in der Nut 2 b der inneren Kupplungshälfte 2 gehalten. Der Nutengrund
ist dabei korrespondierend zum Kopf des Anschlaghebels, also ebenfalls zylinderförmig,
ausgebildet.
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Zwischen den Schenkeln 6 b des Anschlaghebels
6
und der Innenseite der inneren Hülsenfeder4a sind die Druckstücke
5, 5 a federnd eingelegt.
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Die Trennfuge 3 verläuft nicht durch den Mittelpunkt des Hülsenfedersatzes,
so daß sich, wie schon zum Schema nach F i g. 2 erläutert, die Hülsenfeder
4a radial nach außen schiebt. Die dabei entstehende Dämpfung ist vom Verdrehweg
der Kupplung abhängig.
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In F i g. 4, die eine weitere Anordnung doppeltgeschichteter
Hülsenfedern zeigt, ist nicht die Lage, sondern die Breite der Trennfuge
3 für die auftretende Reibdämpfung von Bedeutung. Wenn sich nämlich die innere
Kupplungshälfte 2 gegenüber der äußeren 1 dreht, haben die Halbbohrungen2a,
la keinen gemeinsamen Mittelpunkt mehr. Somit verlaufen also auch die Berührungspunkte
bzw. die Resultierenden der Kräfte an den Federn sowohl in der inneren als auch
in der äußeren Hälfte der Kupplung nicht mehr durch den Mittelpunkt M der Hülsenfedern.
Ein Berührungspunkt liegt nun vielmehr über und der andere Berührungspunkt unter
dem Mittelpunkt M, so daß ein auf die Hülsenfedern wirkendes Drehmoment entsteht.
Dieses ist beispielsweise rechtsgerichtet, wenn sich die innere Kupplungshälfte
2 nach rechts dreht. Infolge der baulichen Gestaltung, nach der sich der Schlitz
4 b der Hülsenfedern 4, 4 a in Richtung auf den Mittelpunkt
M verbreitert und der Anschlag-hebel 6 eine U-, besser noch V-Form
aufweist, entsteht daraus eine radial nach außen gerichtete Druck-Komponente. Die
Wangen 6 c des Anschlaghebels drücken die Federn 4, 4a außen
zusammen.
Hierbei entsteht bei dieser Ausführungsform sodann die gewünschte Reibdämpfung,
die wiederum vom Drehmoment abhängig ist.
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Die Druckstücke 5, 5 a sind an ihren der Innenwand
der inneren Hülsenfeder 4 a zugekehrten Fläche gewölbt ausgebildet; der Radius dieser
Flächen ist dabei kleiner als der Radius der inneren Hülsenfedern. Die den Schenkeln
6 b des Anschlaghebels 6 zugekehrten Flächen der Druckstücke
5, 5a sind leicht ballig ausgebildet. Sie begrenzen gedämpft
den Federweg der Kupplung, wenn der Anschlaghebel 6
mit seinen Wangen
6 c auf der inneren Hülsenfeder 4a aufliegt.