DE1525381B1 - Elastische kupplung fuer zwei im wesentlichen gleichachsige wellen - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Kupplung zum Verbinden von zwei im wesentlichen gleichachsigen Wellen, an denen zwei einander gegenüberliegende Kupplungsflansche befestigt sind, welche an ihren einander zugewandten Stimseiten einander gegenüberstehende radiale flügelartige Vorsprünge aufweisen, in deren Zwischenräume Zähne eines elastischen Zahnkranzes eingreifen, der die beiden Kupplungsflansche am Umfang umfaßt und mit einem axial gesicherten Ring in seiner Eingriffslage gehalten ist.
• Es ist eine elastische Kupplung für zwei im wesentlichen gleichachsige Wellen bekannt, bei der die Verbindung von zwei einander gegenüberliegenden Kupplungsflanschen, die jeweils an ihren einander zugewandten Stirnflächen eine Anzahl radialer, im gleichen Winkelabstand voneinander angeordneter Vorsprünge aufweisen, mittels eines Zahnkranzes aus einem elastischen nachgiebigen Werkstoff hergestellt wird, der um den Umfang der beiden Kupplungsflansche so herumgelegt ist, daß die Zähne dieses Zahnkranzes jeweils zwischen Paare von zwei benachbarten Vorsprüngen eingreifen. Der Zahnkranz ist dabei einstückig mit einer flexiblen, widerstandsfähigen Armatur versehen, deren Enden mittels einer geeigneten Vorrichtung miteinander verbunden sein sollen, beispielsweise mittels eines Scharnieres u. dgl.
• Diese bekannte Ausbildungsform ist insofern nachteilig, weil derartige Verbindungsvorrichtungen zum Vereinigen der beiden Enden der Armatur miteinander bekanntlich äußerst empfindlich gegen das Auftreten der unter Umständen erheblichen Zentrifugalkräfte sind und bei einem Bruch derselben der Kupplungszahnkranz unter der Wirkung dieser Zentrifugalkräfte abgeschleudert wird. Außerdem hat das Antriebsdrehmoment auf die elastischen Zähne des Kupplungszahnkranzes die Wirkung, daß diese bestrebt sind, sich aus ihrer Lage zu versetzen, so daß auch hierbei sehr erhebliche Kräfte auftreten 'dn-d aufzunehmen sind. Ferner ergeben sich infolge von Vibrationen und anderen Verschiebungen eine schnelle Abnutzung der genannten Verbindungsvorrichtungen. Da das Anbringen des elastischen Kupplungszahnkranzes an den Kupplungsflanschen ein weites Öffnen desselben erfordert, kann nur eine verhältnismäßig dünne Armatur vorgesehen werden, die also nur geringe Kräfte aufnehmen kann. Auch kann sich die Armatur beim öffnen verformen, so daß sie im wieder geschlossenen Zustand nicht mehr eine genaue Kreisform annimmt. Dadurch entsteht eine Unrundheit, die beim Umlauf der gekuppelten Wellen nachteilige Unwuchtkräfte hervorruft.
• Bei einer weiteren bekannten Kupplung der vorliegenden Art (französisches Patent 839 967) ist die Sicherung des den Zahnkranz in seiner Eingriffslage haltenden Umfangsringes dadurch gegeben, daß dieser Umfangsring einstückig mit einem seitlichen radialen Flansch versehen ist und somit die Form einer Kappe aufweist, die an einem der Kupplungsflansche dadurch gehalten wird, daß der radiale Flansch von Außen her an dem betreffenden Kupplungsflansch lösbar angeschraubt ist. Eine derartige Ausführungsform hat den Nachteil, daß man diese Kappe mit Bezug auf eine der beiden Wellen einstellen muß und nicht bezüglich des Zahnkranzes selber. Hierdurch ergibt sich leicht eine schlechte Halterung und Führung, da die beiden einander gegenüberstehenden Wellen bei der Antriebsübertragung Schwingungsbewegungen gegeneinander ausüben können, wie sie normalerweise stets dann eintreten, wenn zwischen zwei Wellen eine elastische Kupplung vorgesehen wird. Darüber hinaus wird das Aufsetzen der Kappe auf den Zahnkranz ohne Führung durchgeführt, so daß leicht Verformungsspannungen eintreten können, die sich dann nachteilig auf die normale Wirkung des elastischen Zahnkranzes auswirken müssen.
• Bekannt ist weiterhin (französisches Patent 827 781), bei einer elastischen Kupplung zur Verbindung von zwei zueinander axial ausgerichteten Wellenstumpfen die formschlüssige Sicherung zwischen Zahnkranz und Halteringtellen dadurch zu bewirken, daß eine Anzahl radialer Vorsprünge des Zahnkranzes in diesem Halteringteil eingreifen. In diesem Fall ist einteilig an einem der beiden Kupplungsflansche eine axiale hülsenartige Verlängerung ausgebildet, die radiale Aussparungen für die Aufnahme der radialen Zahnkranzvorsprünge aufweist. Dadurch ist ein umständliches Arbeiten beim Zusammensetzen bzw. Auseinandernehmen der Kupplung bedingt, da man entweder zunächst einen der Kupplungsflansche auf der betreffenden Welle anbringen, dann den Zahnkranz einsetzen und schließlich den anderen Kupplungsflansch befestigen muß, wobei die beiden Wellen voneinander zu trennen sind, was durchaus nicht immer möglich ist, oder da man dann, wenn man die beiden Wellen und die von denselben gehaltenen Kupplungsflansche unverändert läßt, den elastischen Zahnkranz einführen und mit den radialen Vorsprüngen in die gewünschte Stellung verbringen muß. Ein derartiger Zusammenbau bzw. Auseinanderbau ist naturgemäß mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, wobei es ferner erforderlich ist, für den einzuführenden Zahnkranz ein außerordentlich weiches Material zu verwenden, das sich während der übertragung der Kräfte bzw. Drehmomente sehr schnell abnutzen wird.
• Soweit es bekannt ist (USA.-Patent 2 698 529), bei einer elastischen Kupplung zur Verbindung von zwei axial zueinander ausgerichteten Wellenstumpfen einen die Kupplungsflansche umfassenden Ringteil an seiner Innenseite mit radial vorstehenden Zapfenelementen zu versehen, dienen letztere nicht zur axialen Halterung eines Zahnkranzes aus elastischen Werkstoff, dessen Zähne in Flügelansätze der Kupplungsflansche eingreifen, sondern zur radialen Halterung von starren Anschlagelementen zwischen den Stimseiten der Kupplungsflansche.
• Bekannt ist schließlich (belgisches Patent 650 303) die Anordnung eines radialen Zapfen, der als Führungsstift für ein axiales Zusammensetzen und lösbares radiales Sperren einer starren Stangenkupplung dient.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführungsformen von elastischen Kupplungen das Zusammen- und Auseinanderbauen der Kupplung in einfachster Weise ohne Notwendigkeit einer Veränderung der Lage der miteinander zu verbindenden beiden Wellenstumpfe durchführen zu können, so daß gleichzeitig der elastische Zahnkranz sicher gehalten und für eine langdauernde, einwandfreie übertragung auch hoher Drehmomente geeignet ist.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Haltering in an sich bekannter Weise an seiner Innenfläche wenigstens einen radial nach innen gerichteten Zapfen aufweist, der in eine Bohrung des elastischen Zahnkranzes eingreift, deren Durchmesser dem Zapfen angepaßt ist und die mit einer der Stirnseiten des elastischen Zahnkranzes durch eine Nut verbunden ist, deren Breite etwas geringer als der Durchmesser des Zapfens ist.
• Die Erfindung ergibt im wesentlichen folgende Vorteile.
• Einerseits ist eine sichere axiale Führung des Halteringes dann gewährleistet, wenn man diesen Ring auf den elastischen Zahnkranz aufschiebt und in seine endgültige Arbeitslage verbringt. Hierdurch kann man nicht nur den Ring auf dem elastischen Zahnkranz selber in der gewünschten Weise einstellen, sondern diese Einstellung in axialer Richtung auch noch genau festlegen. Jegliche bei einem derartigen Zusammensetzen dieser Teile zusätzlich mögliche Verformung derselben ist mit Sicherheit ausgeschlossen. Andererseits wird auch noch eine elastische Sperre bewirkt, sobald der Zapfen in die am inneren Ende der zugeordneten Nut vorgesehene Bohrung eingerastet ist. Auch das Auseinandernehmen der Teile beim Abziehen des Halteringes erfolgt in gleicher sicherer und verforinungsfreier Weise, indem man den Zapfen in axialer Richtung aus der genannten Bohrung herauszieht und in der Nut geführt aus dem Zahnkranz herausbewegt. Ferner braucht der Zahnkranz keinesfalls aus einem sich schnell abnutzenden weichen Werkstoff zu bestehen; die elastische Nachgiebigkeit des Zahnkranzes braucht lediglich so groß zu sein, daß es möglich ist, ein Umlegen dieses Teiles um die flügelartigen Vorsprünge an den Stiniseiten der beiden Kupplungsflansche durchführen zu können. Der Haltering wird somit lediglich durch die elastische Aufnahme des Zapfens in der genannten Bohrung sicher gehalten und kann trotzdem ohne Verwendung von Werkzeugen durch einfache Handgriffe vom Zahnkranz abgeschoben bzw. auf denselben wieder aufgesetzt werden.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine schaubildliche auseinandergezogene Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 im oberen Teil einen Querschnitt und im unteren Teil eine Stirnansicht in Achsrichtung der Ausführungsforin nach F i g. 1, F i g. 3 einen axialen Schnitt durch die Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 und Fig.4 eine schaubildliche auseinandergezogene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
• Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Kupplung umfaßt zwei Kupplungsflansche 11 und 12, die jeweils eine Nabe 13 bzw. 14 aufweisen, welche zur Befestigung der Kupplungsflansche an den Enden der Wellenstumpfe 15 bzw. 16 dienen. Jeder Kupplungsflansch weist an der der Nabe gegenüberliegenden Seite acht radiale, flügelartige Vorsprünge 18 bzw. 19 auf, die winkelmäßig im gleichen Abstand voneinander sternförmig angeordnet sind. Die beiden Kupplungsflansche sind so auf die Wellenstumpfe aufgesetzt, daß die Vorsprünge 18 und 19 einander mit einem Abstand 20 (F i g. 3) voneinander gegenüberliegen.
• Als elastisches Kupplungsorgan dient ein Zahnkranz 22 aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff, wie Gummi oder Kunststoff; dieser Zahnkranz hat die Form eines Bandes23 mit acht Zähnen24, die mit dem Band einstückig sind, wobei jeder Zahn ein Profil entsprechend dem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen eines Kupplungstellers aufweist.
• Wenn die Kupplungsflansche sich in ihrer richtigen Lage befinden, dann wird der Zahnkranz 22, dessen Breite der lichten Weite zwischen den Kupplungsflanschen entspricht, über den Umfang der Kupplungsflansche gewickelt, so daß sich je ein Zahn 24 zwischen zwei Vorsprünge der Kupplungsflansche befindet, in radialer Richtung durch die Vorsprünge und in axialer Richtung durch die Stimflächen der Kupplungsflansche festgelegt. Die beiden Enden 26 und 27 des Zahnkranzes 22 sind dabei einander benachbart.
• Die Kupplung umfaßt ferner einen in sich geschlossenen Haltering 28, z. B. aus Metall, welcher vor dem Zusammenbau über einen der Wellenstumpfe gesteckt wird. Der innere Durchmesser dieses Ringes entspricht dem äußeren Durchmesser des Zahnkranzes, der von dem Haltering umfaßt und in seiner Lage gehalten wird. Der Zahnkranz kann Zentrifugalkräfte und die durch die Kupplung zu übertragende Drehmomente ohne weiteres aufnehmen.
• Der Haltering 28 ist an seiner inneren Umfangsfläche mit wenigstens einem radial nach innen gerichteten Zapfen 30 versehen, der in eine Bohrung 31 des elastischen Zahnkranzes 22 eingreift, deren Durchmesser dem Zapfen 30 angepaßt ist und die mit einer der Stirnseite des Zahnkranzes 22 durch eine Nut 32 verbunden ist, deren Breite etwas geringer ist als der Durchmesser des Zapfens. Beim Aufschieben des Ringes 28 greift der Zapfen 30 in die Nut 32 ein und kann auf Grund der Elastizität des Zahnkranzwerkstoffes in derselben bis in die Bohrung 31 verschoben werden, in der er wiederum auf Grund der Werkstoffelastizität sicher gehalten ist.
• F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen derjenigen nach F i g. 1 bis 3 entspricht. Jeder Kupplungsflansch 11 und 12 weist jedoch nur vier radiale Vorsprünge 41 bzw. 42 auf, die in axialer Richtung länger sind als bei der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3, jedoch etwas kürzer als die Breite des Zahnkranzes 22, der wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 acht Zähne aufweist. Die Kupplungsflansche sind so eingestellt, daß jeder Vorsprung an einem Kupplungsflansch dem Zwischenraum zwischen zwei Vorsprüngen des anderen Kupplungsflansches gegenübersteht. Der Zahnkranz 22 wird sodann um die Kupplungsflansche herumgelegt, so daß jeweils ein Zahn 24 derselben 'sich in dem Raum zwischen zwei Vorsprüngen 41 und 42 der Kupplungsflansche befindet, wobei jeder Zwischenraum zwischen benachbarten Zahnkranzzähnen jeweils nur einen einzigen Vorsprung der Kupplungsflansche aufnimmt. Auf diese Weise werden die Zähne 24 auf Druck beansprucht, während sie bei der Vorrichtung nach dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel auf Scherung beansprucht wurden.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Elastische Kupplung zum Verbinden von zwei im wesentlichen gleichachsigen Wellen, an denen zwei einander gegenüberliegende Kupplungsflansche befestigt sind, welche an ihren einander zugewandten Stirnseiten einander gegenüberstehende radiale flügelartige Vorsprünge aufweisen, in deren Zwischenräume Zähne eines elastischen Zahnkranzes eingreifen, der die beiden Kupplungsflansche am Umfang umfaßt und mit einem axial gesicherten Ring in seiner Eingriffslage gehalten ist, dadurch gekennzeichn e t, daß der Haltering (28) in an sich bekannter Weise an seiner Innenfläche wenigstens einen radial nach innen gerichteten Zapfen (30) aufweist der in eine Bohrung (31) des elastischen Zahnkranzes (22) eingreift, deren Durchmesser dem Zapfen (30) angepaßt ist und die mit einer der Stirnseiten des elastischen Zahnkranzes (22) durch eine Nut (32) verbunden ist, deren Breite etwas geringer als der Durchmesser des Zapfens (30) ist.