DE1575743A1 - Torsionskupplung - Google Patents

Torsionskupplung

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DE1575743A1 DE19671575743 DE1575743A DE1575743A1 DE 1575743 A1 DE1575743 A1 DE 1575743A1 DE 19671575743 DE19671575743 DE 19671575743 DE 1575743 A DE1575743 A DE 1575743A DE 1575743 A1 DE1575743 A1 DE 1575743A1
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Description

  • Torsionskupplung Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung und insbesondere auf eine Kupplung zur Trennung einer Drehlast von einer Torsionsschwingungen übertragenden Drehantriebseinrichtung. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit vielen Arten von sich
    in Verbindung mit Flüssigkeitspumpen,, wie Mehrzellen-Vakuumrotationspumpen. Derartige Pumpen sind z.B. in der britischen Patentanmeldung, Serial No. 27028/65, vorgeschlagen worden. Vakuumpumpen dieser Art werden hauptsächlich in Verbindung mit unter Vakuum arbeitenden Bordgeräten verwendet,-die in kleinen Luftfahrzeugen enthalten sind. Derartige Geräte enthalten automatische Kursgeber, Kreiselkompasse und Seitenänderungs-Anzeigeeinrichtungen.
  • In einem Flugzeug wird eine Vakuumpumpe normalerweise von einem Flugzeug-Kolbenmotor über eine Motorhilfsantriebswelle angetrieben. Die die Vakuumpumpe antreibende Welle überträgt damit ein ungleichmäßiges Drehmoment, das normalerweise zur Ausbildung verschiedener harmonischer Schwingungsfrequenzen führt, die von der Drehzahl des betreffenden Motors, von der Maschinenbelastung und von den Flugbedingungen abhängen. Als Summe der vielen harmonischen Schwingungsfrequenzen mit ungerader und gerader Ordnungszahl ergibt sich, wie dies bei verschiedenen Arten von Flugzeug-Irolbenmotoren durchgeführte Experimente zeigten, unter normalen Bedingungen ein Schwingungs Venenzug init beachtlicher Plankensteilheit: Mit derart großer Flankensteilheit auftretende Torsionsschpingungen verursachen bei Rotationsvakuumpumpen, und insbesondere bei den Pumpen mit Gleitkohlenschaufeln.zur Eintei- 1ung und Abdichtung einzelner Pumpenkammern, eine Reihe von Zerstörungen. Die Zerstörungswirkungen sind am ausgeprägtesten beider Resonanzfrequenz der jeweiligen Pumpe. Daueruntersuchungen-haben gezeigt, daß die zu erwartende Schaufelabnutzung einer Pumpe bei deren Betrieb bei Resonanzfrequenz z.e. um den Paktor 3 bis 4 erhöht wird.
  • Zur Beseitigung der Schwingungsprobleme sind bereits Einrich-tungen entwickelt worden, die eine Dämpfung oder Herabsetzung der.Uber die jeweilige Motor-Hilfsantriebswelle übertragenen Torsionsschringungen bewirken. Diese Winrichtungen bringen.nur zum Teil Abhilfe. Hei der in der erwähnten britischen Patentanmeldung vorgeschlagenen Vakuumpumpe ist zwischen einer Eingangsantriebswelle und dem vorgesehenen Pumpenrotor eine Schwingungsabsorptionskupplung vorgesehen. Diese Kupplung be-steht aus einen elastischen Material, das zufolge seiner Hystereseeigenschaften gute Isolations- und Dämpfungseigen-...schaften besitzti Polyurethan ist hierfür eine bevorzugte Zusammensetzung. Die betreffende Kupplung enthält ein festes zylinderförmiges Teil mit Querflanschen, in deren Außenbereichen symmetrisch angeordnete Löcher vorgesehen sind, die zum Anschluß der Kupplung an die Pumpenrotorwelle und an die Motorantriebswelle dienen.
  • n Obwohl durch die gerade erwähnte Kupplung die auf die Pumpe übertragenen Torsionsschvringungen vermindert werden, ist die Wirksamkeit dieser Kupplung aufgrund ihrer relativ hohen Steifigkeit oder elastischen Rückstellkraft und aufgrund ihrer ,Fähigkeit, Pumpenschwingungen hoher Amplitude bei Resonanzfrequenz der Kupplungs- und Pumpenanordnung zu übertragen, begrenzt. Aufgrund der Masse des Materials, der hohen Steifigkeit und des niedrigen Dämpfungswiderstandes ist ferner der "Q "-Faktor relativ hoch; der "Q"-Faktor ist als Steilheit des Anstiegs der Amplitude der Schwingungen in der Nähe der Resonanzfrequenz definiert. Die genannten Faktoren ermöglichen der Antriebswelle, bei Resonanzfrequenz der Pumpe nahezu ungedämpft Schwingungen zu übertragen.
  • Die bisher bereits vorgeschlagenen Lösungen bringen sämtlich Materialbeschränkungen mit sich. Hinsichtlich der Dämpfung von Torsionsschvingungen wäre eine weichere Kupplung wünschenswert. Durch Verwendung einer Kupplung mit vermindertem'Durchmesser würden die Steifigkeit der Kupplung Lind die elastische Rückstellkraft abnehmen, und ferner würde die Festigkeit unter den Sollwert sinken. Eine Vergrößerung in der Länge der Kupplung wäre andererseits wegen vorhandener räumlicher Beschränkungen undurchführbar.
  • Die Erfindung zeigt nun einen neuen Weg zur Lösung der oben aufgezeigten Probleme. Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung, die Vorteile mit sich bringt, wie sie bisher nicht erzielbar raren. Gemäß der Erfindung ist eine neue und verbesserte Torsions-'kupplungsanordnung vorgesehen, die von einer Drehlast Schwingungen fernzuhalten gestattet, welche über eine Drehantriebseinrichtung übertragen werden. Die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung enthält ein rohrförmiges Teil aus einem elastischen Material mit einer Mittelbohrung, fernerVerbindungselemente, die ein Ende des rohrförmigen Teiles mit der Drehantriebseinrichtung verbinden, sowie Verbindungselemente, die das andere Ende des rohrförmigen Teiles mit der Drehlast verbinden, und einen Profilstab, der in der Bohrung angeordnet ist. Dieser Profilstab weist an der Bohrungsvandung anliegende Endabschnitte und einen mittleren Halsteil auf, der von geringerem Durchmesser ist als die Endabschnitte.
  • Wie aus der nachfolgenden Beschreibung noch ersichtlich werden wird, bildet der den geringeren Durchmesser besitzende mittlere Halsteil zusammen mit der Bohrung bei im unbelasteten Zustand befindlicher Kupplungsanordnung einen Ringraum. Wenn auf die betreffende Kupplungsanordnung ein zu einer Verdrehung des einen Endes des rohrförmigen Teiles in Bezug auf dessen anderes tnde führendes Drehmoment ausgeübt wird, zieht sich der mittlere Abschnitt des betreffenden rohrförmigen Teiles radial nach innen in den durch den Halsabschnitt gebildeten Raum hinein. Das Ausmaß der Einschnürung ist durch den Profilstab begrenzt. Der von der betreffendan tupplungsanordnung bei Erreichen dieses Zustandes einer Axialverdrehung entgegengesetzte Widerstand steigt wesentlich stärker als nur linear an. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Profilstab im Festsitz in der Bohrung angeordnet. Die zwischen den Oberflächen der Endabschnitte des Profilstabes und den anliegenden Oberflächen der Bohrüng vorhandene Reibung setzt einer Drehbewegung des Stabes in Bezug auf das rohrförmige Teil einen Widerstand entgegen. Dies hat eine weitere Dämpfung von Schwingungen zur Folge, die über die Antriebswelle übertragen werden. Die Reibung nimmt zufolge der Neigung des rohrförmigen Teiles sich zusammenzuschnüren, mit der Verdrehung zu.
  • Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird das ein Torsionsteil darstellende rohrförmige Teil vor Anbringung an der Pumpe durch Verdrehen seiner Enden in zueinander entgegengesetzte Richtungen in stärkerem Maße, als es normalerweise unter Betriebsbedingungen zu erwarten ist, vorbehandelt. Dies dient. dazu, die Eigenfrequenz des rohrförmigen Teiles erheblich zu senken. Außerdem ist dadurch sichergestellt, daß die Eigenfrequenz gut unterhalb der Resonanzfrequenz der Pumpe liegt. Gemäß einem speziellen Merkmal der Erfindung weist der Profilstab an jeden Ende einen Querflansch auf, dessen Innenfläche am dem rohrförmigen Teil anliegt und während des Verdrehens eine Verlängerung dieses Teiles in axialer Richtung verhindert. Durch die zwischen den Flanschen und dem rohrförmigen Teil vorhandene Reibung wird ferner der Dämpfungswiderstand der xupplung erhöht. Die erfindungsgemäße Kupplung bringt eine Reihe von bedeutender-und nicht erwarteten Vorteilen mit sich. Durch die zwischen den Endabschnitten des-Profilstabes und der Bohrung vorhandene Reibung wird der Dämpfungswiderstand oder Dämpfungsfaktor in einem das normalerweise durch die physikalischen Eigenschaften des rohrförmigen Teiles allein erzielbare Maß übersteigenden Maß erhöht. Der Dämpfungswiderstand wird am zweckmäßigsten als Dämpfungskraft pro Geschwindigkeitseinheit definiert; er vermindert die'Schwingneigung des Systems, wenn dieses einem Einschaltimpuls ausgesetzt ist. Da ferner das elastische Teil nicht ein Vollteil ist sondern rohrförmig ausgebildet ist und außerdem ein Ausgleichzwischenraum vorgesehen ist, in welchem ein Zusammenschnüren möglich ist, besitzt das betreffende Teil eine sehr weiche Federcharakteristik, wenn es geringen Winkelverdrehungen ausgesetzt ist.
  • Die Weichheit der Federcharakteristik geht jedoch verloren, wenn die Kupplung einer hinreichend starken Verdrehung ausgesetzt
    sich in den durch den Halsabschnitt des Stabes gebildeten R Zwischenraum eingeschnürt hat. Ist dieser Zustand erreicht, so steigt die Steifigkeit oder die elastische Rückstellkraft der Kupplung sehr schnell an.
  • Entsprechend den oben erläuterten Eigenschaften des rupplungsanordnung ist deren Eigenfrequenz relativ niedrig, wenn sie Schwingungen mit relativ niedriger Amplitude ausgesetzt wird; die betreffende Frequenz ist dabei wesentlich niedriger als die Resonanzfrequenz der verwendeten Pumpe. Da die elastische Rückstellkraft der rupplungsanordnung sich bei einer Winkelverdrehung des einen rupplungsendes in Bezug auf das andere rupp-_ lungsende nicht linear ändert, ist es ferner sehr schwierig, die rupplungsanoränung bei Resonanzfrequenz zu stabilisieren.
  • An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an zwei . Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt in einer Längsschnittansicht eine Rotations-Gleit-Flügelvakuumpumpe mit einer Töxsionskupplungsanordnung gemäß der Erfindung.
  • Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Längsschnittansicht eine Torsiongkupplungsanordnung, wie sie in der Anordnung gemäß FiQ.1 verwendet ist. .
  • Fig. 3 zeigt eine von der in Fig. 2 eingetragenen Linie 3-3 aus.
  • Fig. 4 zeigt ähnlich wie Fig. 2 in einer Längsschnittansicht die Torsionskupplungsanordnung in einem Zustand, in welchem deren beide Enden relativ zueinander verdreht sind.
  • Fig. 5 zeigt ähnlich wie Fig. 2 in einer Längsschnittansicht eine modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
  • Nachstehend wird die in Fig. 1 dargestellte Anordnung näher betrachtet. Gemäß Fig. 1 ist eine Rotations-Gleitflügelvakuumpumpe A vorgesehen, die mit einer erfindungsgemäßen Torsions- kupplung B versehen ist. Die Pumpe A enthält einen rohrförmigen Körper oder Ring 10 mit einer Öffnung 11, deren Kurvenverlauf oder Umfangsform die Bewegung von in einem Rotor 14 enthaltenen Schlitzen (nicht gezeigt) angeordneten Gleitflügeln 12 steuert.
  • An den gegenüberliegenden Enden des Ringes 10 sind Stirnplatten 15 und 16 angeordnet. Die Platte 15 befindet sich an dem Absaugende der Pumpe oder gemäß Fig. 1 an dem rechten Ende; die Platte 15 enthält Öffnungen (nicht gezeigt), die mit der Auslaßöffnung 17 verbunden sind. Die Stirnplatte 16 befindet sich an dem Einlaßende der Pumpe oder gemäß Fig. 1 an dem linken Ende; die Platte 16 weist Einlaßöffnungen oder -eintritte auf, die mit einer Einlaßöffnung 18, durch die Flüssigkeit in die Pumpe eingeleitet wird, verbunden sind.
  • Am linken Ende der Pumpe A befindet sich ferner ein Einlaß-und Antriebsgehäuse 20, das eine Einlaßkammer 21 bildet. Am rechten Ende der Pumpe befindet sich ferner ein Auslaßgehäuse 25, das eine Auslaßkammer 27 bildet, die mit einer zentrischen, kreisförmigen Zylinderansatzwelle 26 zusammenhängt, auf der der Rotor 14 läuft. Die Ansatzwelle 26 stellt, ein Mittellager für den Rotor 14 dar.
  • Der Roä:or 14 wird auf seiner linken Seite mit Hilfe "von symmetrisch versetzt angeordneten Metallstiften oder -bolzen 30 angetrieben, die in Längslöcher 31 des Rotors hineinragen. Die Löcher 31 sind radial von der Mittelachse der Pumpe aus versetzt angeordnet. Auf jedem Bolzen 30 ist eine relativ weiche gummiartige Hülse 32 fest aufgezogen, so daß zwischen dem Bolzen und dem Rcitor ein federnder Antrieb vorhanden ist. Die Bolzen 30 sind in einer Antriebsscheibe 35 befestigt, die auf einem Mittellager oder einer Antriebshülse 36 läuft, welche' zur freien Drehung um die Mittelachse der Pumpe in einem Buchsenring 37 gelagert ist. Die Hülse 36 ist mit einer Innenverzahnung versthen, die zur Aufnahme eines eine Außenverzahnung besitzenden Innenkupplungselementes 38 dient. Dieses Kupplungselement 38 ist mit der Torsionskupplung B verbunden und dient zum Antrieb der Hülse 36. Mit dem anderen Ende der Torsionskupplung B ist ein äußeres Kupplungselement 39 verbunden, das eine genutete Welle 40 besitzt, die mit einer Drehantriebswelle verbunden. werden kann.
  • Die Kupplungselemente 38 und 39 sind jeweils mit einem Querflansch 41 und 42 versehen. Diese Flansche tragen am Rand symmetrisch versetzt angeordnete Stifte 43, die in in der Torsionskupplung B befindliche kreisförmige Bohrungen hineinragen. Die Elemente 38 und 39 bestehen vorzugsweise aus einem mit Fiberglas verstärkten Plastik oder Nylon, das bei geringem Gewicht noch eine genügende Festigkeit besitzt, um der Belastung widerstehen zu können, der es während des Betriebs ausgesetzt ist. Molybdänsulfid kann in dem Material dispergiert sein, so daß die Oberfläche eine geringe Reibungscharakteristik besitzt. Die Torsionskupplung B ist am besten aus Figuren 2 bis 4 ersichtlich. Gemäß diesen Figuren enthält die Torsionskupplung B ein rohrförmiges Torsionsteil 50 mit einer durchgehenden kreisförmigen Mittelbohrung 51 und mit an jedem Ende vorgesehenen Querflanschen 52 und 53. In den Querflanschen 52 und 53 sind symmetrisch versetzt Bohrungen 54 vorgesehen, die zur Aufnahme der Stifte-43 der rupplungselemente 38 und 39 dienen.
  • Das rohrförmige Teil 50 besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material mit einem relativ niedrigem Elastizitätsmodul. Polyurethan wird bevorzugt verwendet; es können aber auch-andere elastische Materialien verwendet werden, wie Polypropylän und synthetischer Gummi.
  • In der Bohrung 51 ist ein Profilstab 55 angeordnet, der zylinderförmige Endabschnitte 56 und 57 enthält, deren Oberflächen an der Wandung der Bohrung 51 anliegen. Zwischen den Endabschnitten 56 und 57 befindet sich ein Mittelhalsabschnitt 58 mit einem geringeren Durchmesser als ihn die Endabschnitte 56 und 57 besitzen.
  • Im Profil betrachtet-stellt der Halsabschnitt 58 eine flache Kurve dar, wie eine lettenlinie oder eine Zykloide. Die Kettenlinie wird bevorzugt, da sie bei gegebenem Volumen einen minimalen Oberflächenbereich besitzt.
  • Bei in der Normalstellung befindlicher Kupplung, d.h. ohne eine Winkelverdrehung der gegenüberliegenden rupplungsenden bildet der Halsabschnitt 58 mit der benachbarten Wandung der Bohrung 51 einen Ringraum 59.
  • Wird nun auf die .Kupplung ein Drehmoment ausgeübt, zufolge dessen das eine Kupplungsende in Bezug auf das andere Kupplungsende um einen bestimmten Winkel verdreht wird, so bewirkt dieses Verdrehen, daß sich das rohrförmige Torsionsteil 50 in seinem Mittelabschnitt radial nach innen zusammenschnürt. Dadurch wird der Ringraum 59 ausgefüllt, wie dies Fig. 4 besonders klar verdeutlicht. Ist der Ringraum 59 durch den zusammengeschnürten
    Zusammenschnüren verhindert. Dadurch steigt die Steifigkeit . oder elastische Rückstellkraft der Kupplung in einem viel stärkeren Maße an als das Drehmoment erhöht wird.
  • An den gegenüberliegenden Enden des Profilstabes 55 befinden sich Querflansche 60 und 61, deren Innenflächen an dem rohrförmigen Torsionsteil 50 anliegen, so daß während des Verdrehens eine Verlängerung dieses Teiles in Axialrichtung verhindert ist. Die zwischen den Innenflächen der Flansche 60 und 61 und den benachbarten Oberflächen des Torsionsteiles 50 vorhandene Reibung dient ferner zur Dämpfung von Torsionsschvingungen, die über die Antriebswelle auf die Kupplung übertragen werden. Die Reibung nimmt zufolge der Neigung des Torsionsteiles, sich bei Verdrehung in Axialrichtung zu verlängern,zu, und zwar um so mehr, j e größer das auf die Kupplung ausgeübte Drehmoment ist. Der Zusammenbau der Kupplung B erfolgt dadurch, daß der Profilstab 55 in die Bohrung eingeführt wird; das Torsionsteil 50 kann genügend gedehnt werden, um die Flansche 60 und 61 auf-. nehmen- zu kennen, Das rohrförmige Torsionsteil 50 ist beim Einsetzen des Profilstabes 55 vorzugsweise etwas erweitert, so daß nach dem Einsetzen des Profilstabes 55 auf die Endabschnitte 56 und 57 ein Druck wirkt. Damit besteht ein beträchtlicher Reibungswiderstand beim Verdrehen des Stabes in Bezug auf das Torsionsteil 50. Dieser Widerstand dient zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, die auf die Kupplung durch die Drehantriebseinrichtung übertragen werden; dieser Widerstand erhöht somit den Dämpfungswiderstand. Da der "Q"-Faktor das Verhältnis des Trägheitsvermögens und der elastischen Rückstellkraft der betreffenden Anordnung zu ihrem Dämpfungswiderstand bei Resonanzfrequenz darstellt, dient dies zur Herabsetzung der Schwingungsamplitude-bei der Eigenfrequenz der Kupplung.
  • In Fig. 5 ist- eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich.von der in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsform nur. dadurch, daß der Profilstab 55 anstelle der Querflansche 60 und 61 an jedem Ende einen wegstehenden Ansatz 62 bzw. 63 aufweist. Diese Ausführungsform ist insbesondere in Fällen geeignet, in denen eine gewisse Verlängerung des Torsionsteiles in axialer Richtung während des Verdrehens zulässig ist. Dies hat eine Herabsetzung der Eigenfrequenz des betreffenden Teiles auf einen bestimmbaren Wert zur Folge. Anhand des folgenden Beispiels wird ein typischer Fall erläutert.
  • Beispiel I Eine Versuchs-Torsionskupplung gemäß Figuren 2 bis.4 wurde mit folgenden Abmessungen hergestellt:
    Profilstab (55)
    Länge ca. 1$,5 mm
    Durchmesser der Endabschnitte (56 und 57) ca. 7,9 mm
    kleinster Durchmesser des Halsabschnittes (58) ca. 3,9 mm
    Durchmesser der Flansche (60 und 61) ca. 10,3 mm
    Dicke der Flansche (60 und 61) ca.. 0,38 mm
    Rohrförmiges Torsionsteil (50)
    Länge ca. 17,8 mm
    Außendurchmesser des Mittelabschnittes ca. 10,3 mm
    Durchmesser der Bohrung (51) ca. 7,6 mm
    Durchmesser der Flansche (52 -und 53) ca. 32,6 mm
    Dicke der Flansche (52 und 53) ca. 3,8 mm
    Der Profilstab 55 besteht aug rostfreiem. Stahl; das rohrförmige Torsionsteil 50 ist aus WbOGRIN IDSA 9250", einem von der Disogrin Industries o£ Manchester, New Hampshire, USA, erhältlichen pulverisierten Polyurethan gegossen. Die Einzelteile werden in der oben angegebenen Weise zusammengesetzt, wobei auf jeden Flansch 52 und 53 eine sichtbare Indexmarkierung aufgebracht wird, so daß jeweils gegenüberliegende Bohrungen 54 normalerweise zueinander ausgerichtet sind. Die Kupplung wird dann einer statischen Torsionsbelastung von ca. 69 cmkg (entsprechend 60 in-1b) während einer Dauer von 30 sec bei einer unter Ausnutzung der Indexmarkierungen als Anhaltspunkte auf 180o beschränkten Verdrehung ausgesetzt; diese Belastung ist größer als die normalerweise während des Betriebs zu erwartende Belastung, jedoch noch nicht groß genug, um ein Zerbrechen oder Zerreißen zu verursachen.
  • Nach Beendigung der 30 Sekunden lang dauernden Belastung wird der Ausschlag erneut eingestellt und für Weitere 15 sec bei 1800 festgehalten, wobei die Indexmarkierungen ebenfalls als Bezugspunkte ausgenutzt werden. Danach wird die Belastung weggenommen.
  • Vor und nach dieser Vorbehandlung durchgeführte Untersuchungen der Kupplung ließen-erkennen, daß durch die betreffende Vorbehandlung die Eigenresonanzfrequenz der Kupplung auf etwa 206 oder im vorliegenden Fall auf etwa 40 Hz bis etwa 32 Hz vermindert wird. Diesq Werte liegen tief genug unter der Resonanzfrequenz der Pumpe, mit der die Kupplung normalerweise betrieben wird.
  • Es wird angenommen, daß dies durch das Zerreißen von Querverbindungen mit niedrigem Molekulargewicht in den Langkettenmolekülen des Polyurethanes hervorgerufen wird. Arbeitsweise Die'Arbeitsveise der in Verbindung mit einer Rotationspumpe A verwendeten Kupplung B verdeutlicht Fig. 1. Gemäß Fig. 1 ist eine Drehantriebseinrichtung vorgesehen, die'Torsionsschringungen ausgesetzt ist, wie sie durch eine an dem Flansch 52 angebrachte Kolbenmaschine hervorgerufen werden. Diese Torsionsschvingungen werden über die Kupplung zu der Pumpe A hin übertragen. Die durch die Drehantriebseinrichtung übertragenen Torsionsschvingungen haben zufolge der Elastizität des Materials eine periodische Winkelverdrehung der Enden der Kupplung zueinander zur Folge.
  • Wenn die Amplitude der Torsionsschvingungen relativ niedrig ist, werden die Schwingungen aufgrund der Weichheit der Pedercharakteristik des rohrförmigen Torsiönsteiles 50 nahezu vollständig gedämpft. Die Dämpfung wird zumeinen durch den Dänpfungsviderstand unterstÜst, der sich durch die zwischen den Endabschnitten 56 und 57 des Profilstabes 55 und der Bohrung 51 vorhandene Reibung ergibt, und ferner durch die Reibung zwischen den Endflächen des rohrförmigen Torsionsteiles 50 und den Innenflächen der Querflansche 60 und 61 des Profilstabes 55. Wenn die Amplitude der Schwingungen zunimmt, führt die Vinkelverdrehung der Enden der Kupplung zu einer Einschnürung des Mittelteiles des rohrförmigen Torsionsteiles 50 in den durch - den Halsabschnitt 58 gebildeten Zwischenraum hinein. An dieser Stelle übt der Stab 55 gegenüber einem weiteren Verdrehen einen Widerständ aus. Dies führt zu einem schnellen Ansteigen der elastischen Rückstellkraft der Kupplung.
  • Wenn sich die Frequenz der 1'orsionsschwingungen der Eigenresonanzfrequenz der Pumpe A nähert, neigt die Amplitude der Schwingungen dazu, sich sehr schnell zu erhöhen. Wenn jedoch die Amplitude größer wird, bringt die elastische Rückstellkraft der Kupplung eine schnelle nichtlineare Erhöhung mit, sich, die die Kupplung an einer Stabilisierung bei einer bestimmten Resonanzfrequenz hindert. Demgemäß werden die durch die Drehantriebseinrichtung übertragenen Schwingungen sogar in der Nähe der Eigenresonanzfrequenz der Pumpe ganz beträchtlich gedämpft.

Claims (11)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Torsionskupplung zur Trennung einer Drehlast von einer Schwingungen übertragenden Drehantriebseinrichtung, gekennzeichnet durch ein@rohrförmiges Teil (50) aus einem elastischen Material mit einer Mittelbohrung (51), durch Verbindungselemente (42,43), die das eine Ende des rohrförmigen Teiles (50) mit der Drehantriebseinrichtung (40) verbinden, durch Verbindungselemente (41,43), die das andere Ende des rohrförmigen Teiles (50) mit der Drehlast (14) verbinden, und durch einen in der Bohrung (51) angeordneten Profilstab (55) mit Endabschnitten (56,57), die an der Wandung der Bohrung (51) anliegen, und mit einem mittleren Halsabschnitt (58), der einen geringeren Durchmesser besitzt als die Endabschnitte (56, 57), so daß das rohrförmige Teil (50) bei einer Verdrehung sich im mittleren Bereich zu diesem Halsabschnitt (58) hin einschnürt.
  2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daƒ an den Enden des rohrförmigen Teiles t50) Querflansche (52,53) vorgesehen sind, die am Rand mit symmetrisch versetzt angeordneten Löchern (54) versehen sind.
  3. 3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab (55) an jedem Ende einen Querflansch (60,61) besitzt, dessen innere Oberfläche an der Stirnseite des rohrförmigen Teiles (50) derart anliegt, daß einer Längsverschiebung dieses rohrförmigen Teiles (50) ein Widerstand entgegengesetzt ist. V .
  4. 4. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halsabschnitt (58) des Profilstabes (55) im Längsquerschnitt ein kettenlinienförmiges Aussehen besitzt.
  5. 5. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab (55) in der Mittelbohrung (51) des rohrförmigen Teiles (50) in einer Festsitzpassung derart angeordnet ist, daß die Reibung zwischen den Oberflächenabschnitten des Profilstabes (55) und der Bohrung (51) eine Dämpfung von übertragenen Torsionsschwingungen bewirkt.
  6. 6. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß ihre Resonanzfrequenz unter der Resonanzfrequenz der Drehlast (14) liegt und daß ihre elastische Rückstellkraft sich mit steigender Amplitude der übertragenen Schwingungen nicht linear erhöht.
  7. 7. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrföranige Teil (50) durch eine Torsionsdeformation derart vorgespannt ist, daß es eine bestimmte, bezogen auf den nichtvorgespannten Zustand herabgesetzte Eigenfrequenz besitzt. B.
  8. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab (55) nichtelastisch ist.
  9. 9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (50) aus Polypropylän hergestellt ist.
  10. 10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (50) aus Polyurethan hergestellt ist.
  11. 11. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen eine Rotationsflüssigxeitspumpe (A) und eine zu deren Antrieb dienende Drehantriebseinrichtung angeordnet ist.
DE19671575743 1966-03-28 1967-03-28 Elastische kupplung Withdrawn DE1575743B2 (de)

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