DE1600088C - Elastische Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung zwischen zwei gleichachsigen Wellenflanschen mit zwei senkrecht zu den Wellen angeordneten starren Trägern, welche radial außen angesetzte Mitnehmer aufweisen und mit je einem der beiden zu kuppelnden Wellenflansche fest verbunden sind, jeweils im Mittclabschnitt dem Wellenflansch näher liegen, der mit dem anderen Träger verbunden ist, und zusammen ein Kreuz bilden, und mit elastischen, zwischen den Mitnehmern angeordneten Blöcken in Form von Hohlzylindersegmenten, welche die Drehkräfte von dem einen auf den anderen Träger übertragen.

Bei einer bekannten Kupplung dieser Art werden axiale Zug- und Druckbeanspruchungen durch die für die Drehmomentübertragung vorgesehenen elastischen Blöcke zwischen den Mitnehmern aufgenommen. Solche axialen Zug- und Druckbeanspruchungen stellen eine unerwünschte zusätzliche Belastung dieser elastischen Blocks dar, wodurch die Lebensdauer dieser Blöcke, und damit der gesamten Kupplung erheblich verringert wird und eine sichere Drehmomentübertragung nicht mehr dauerhaft gewährleistet ist.

Es ist darüber hinaus bereits bekannt, zur Aufnähme von axialen Druckbeanspruchungen gesonderte, druckbelastete, elastische Blöcke zwischen den Wellen vorzusehen, die bei einer bekannten Kupplung auch zentrisch zwischen zwei jeweils mit einer Welle verbundenen, gewölbten Haltern angeordnet sind. Die meistens aber noch kritischere axiale Zugbeanspruchung kann von diesen bekannten Kupplungen nur unter Druckbelastung auch am Umfang der Kupplung angeordneten, gummielasischen Zwischenstücken, die gleichzeitig zur Drehmomentübertragung dienen, übertragen werden. Auch mit dieser bekannten Kupplung ist daher eine sichere und dauerhafte Übertragung von Drehmomenten nicht gewährleistet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer elastischen Kupplung zwischen zwei gleichachsigen Wellen eine elastische Übertragung der Drehmomente auch bei axialer Zugbeanspruchung der beiden Wellen gegeneinander mit großer Sicherheit dauerhaft zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mittlere Abschnitt eines jeden Trägers im Längsschnitt U-förmig gestaltet' ist, wobei der Boden des U axial gegen den Wellenflansch gerichtet ist, an dem der andere Träger befestigt ist, und ein Klotz aus einem elastischen zusammendrückbaren so Material axial zwischen den Böden der beiden mittleren Abschnitte angeordnet ist.

Durch diese erfindungsgemäße "Gestaltung der Kupplung wird eine axiale Zugbeanspruchung zwischen den beiden Wellen automatisch in eine Druckbeanspruchung des elastischen Klotzes umgewandelt, wodurch die das Drehmoment übertragenden zwischen den Aufnehmern angeordneten, elastischen Blöcke weitestgehend von axialen Druck- und Zugbeanspruchungen entlastet sind. Die erfindungsgemäße Kupplung bietet daher auch bei größerer axialer Zug- bzw. Druckbelastung eine dauerhafte, sichere Drehmomentübertragung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die engen Zwischenräume zwischen jedem der Böden der beiden mittleren Abschnitte und dem unmittelbar benachbarten Wellenflansch teilweise mit einem gummielastischen Material ausgefüllt sind. Die Amplitude der elastischen Verformung des zentrischen Klotzes und der mittleren Abschnitte der Träger bei axialer Druck-oder Zugbeanspruchung der Kupplung wird durch Anschlag der entsprechenden Abschnitte an den benachbarten Wellenflanschen begrenzt. Von dem Augenblick der Herstellung dieses Anschlages werden die axialen Kräfte von einer Welle unmittelbar auf die andere Welle übertragen. Durch das teilweise Ausfüllen der entsprechenden Zwischenräume mit elastischem Material kann diese harte Übertragung wirkungsvoll gedämpft werden.

Die Erfindung wird an Hand der Darstellungen von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplung längs der Linie I-I der F i g. 2,

F i g. 2 eine Endansicht der erfindungsgemäßen Kupplung, und

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung der beiden Wellen und der erfindungsgemäßen Kupplung unter Wegbrechung bestimmter Teile.

Die in der Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform der Kupplung ist insbesondere für die Verwendung bei den Steuersäulen von Kraftfahrzeugen geeignet. Die Welle 1 ist dabei mit dem Steuerrad des Fahrzeuges und die Welle 2 mit dem Rest der Steuersäule verbunden.

Die in den Figuren dargestellte Kupplung weist zwei Träger 3 und 4, welche miteinander axial und in der Umfangsrichtung durch Blocks aus Gummi oder einem anderen elastischen Werkstoff verbunden sind, wie dies weiter unten ausgeführt ist, wobei sie mit den Wellen 1 und 2 starr so verbunden sind, daß sie sich unter 90° kreuzen.

Bei der dargestellten Ausführung wird jeder Träger 3, 4 durch ein ausgeschnittenes und gebogenes Blech gebildet, welches einen mittleren im Längsschnitt U-förmigen Abschnitt aufweist, dessen Boden durch eine querliegende ebene Anlagefläche 3_V 4_t gebildet wird. Dieser Boden ist axial in Bezug auf die äußeren Mitnehmer des Trägers in der Richtung versetzt, in welcher man sich von der mit dem Träger fest verbundenen Welle entfernt. Die Mitnehmer haben die Form von Kreissektoren, welche nach außen erweitert sind und seitlich von ebenen Seitenteilen 3₂,4₂ eingefaßt werden, welche sich axial auf der gleichen Seite wie der Boden des entsprechenden U-förmigen Abschnitts erstrecken und vorzugsweise etwas über die die Außenfläche dieses Bodens enthaltende Ebene hinausreichen.

Die beiden Träger 3 und 4 sind mit Hilfe von Bolzen 5 und Muttern 6 an den Flanschen 7 und 8 befestigt, welche mit den Wellen 1 und 2 fest verbunden sind, so daß sie auf die gemeinsame Achse dieser beiden Wellen zentriert sind und die Innenfläche ihrer Böden 3, und 4_l einander gegenüberliegen.

Ein Klotz 9 (F i g. 1 und 3) aus Gummi oder einem anderen elastisch zusammendrückbaren Werkstoff ist zwischen diesen Innenflächen angeordnet, an welchen er fest haftet.

Femer sind vier Blocks 10 in Form von Hohl-, zylindersegmenten (der strichpunktiert in F i g. 3 sichtbaren Art) aus Gummi oder einem anderen elastisch verformbaren Werkstoff, je zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seitenteilen 3_ä und 4_ä an diesen haftend angeordnet.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind diese Blocks 10 nicht unabhängig voneinander hergestellt und eingebaut, was verhältnismäßig langwierig wäre'

and zu einem empfindlichen Aufbau führen würde, sondern sie gehören alle ein und demselben einstückigen Kranz 11 an, welcher unmittelbar auf die Träger aufgeformt ist, und auch jeden Zwischenraum ' /.wischen den beiden Seitenteilen des gleichen Mitaehmers ausfüllt.

Wie aus den drei Figuren hervorgeht, sind die Muttern 6 in diesen Kranz 11 eingebettete Sechskantmuttern, und jeder Seitenteil 3., und 4, hat eine solche Lage, daß er parallel zu einer Fläche der Mutter liegt und mit dieser in Berührung steht oder von ihr nur durch eine dünne Schicht des Umnüllungsmaterials getrennt ist. Die seitliche Abstützung von zwei Flächen einer jeden Mutter an den ■gegenüberliegenden Seitenteilen verhindert die Drehung dieser Mutter beim Einschrauben des entsprechenden Bolzens 6 an diese, was die Verwendung von Blockierungsschlüsseln beim Zusammenbau unnötig macht und die Gefahr einer ungewollten Lösung verringert. Wenn die Kupplung einem sehr großen Moment ausgesetzt wird, verhindert die seitliche Abnützung der Seitenteile an den gegenüberliegenden Flächen der Mutter ein Nachgeben dieser Seitenteile infolge der starken Zusammendrückung der Gummiblocks 10.

Dieser Kranz U, welcher die allgemeine Form einer flachen Scheibe mit parallelen Seiten hat, erstreckt sich nach der Mitte zu bis zu den Schenkeln der U-förmigen mittleren Abschnitte der beiden Träger und ist innen durch Nuten 12 an den Stellen ausgehöhlt, an welchen die stärksten Torsions- oder Biegungsverformungen auftreten können, was die Verformungen der Gesamtanordnung ohne Abreißen von Werkstoff oder gefährliche Übermüdungserscheinungen ermöglicht.

Bei einer bevorzugten Herstellungsart wird die Gesamtheit des mittleren Klotzes 9 und des Kranzes Il in einem einzigen Stück geformt und vulkanisiert, wobei geeignete Kerne oder Ausbuchtungen in der Form vorgesehen werden, um in der geformten Masse die verschiedenen Ausnehmungen und Nuten 12,13 zur Erleichterung der Verformungen dieser Anordnung zu bilden.

Nach dem Zusammenbau der Vorrichtung liegen die mittleren Abschnitte der Flansche 7 und 8 axial den Außenflächen der Böden 3, und 4, in einem geringen Abstand gegenüber. Dieser kleine Zwischenraum kann wenigstens teilweise durch Material aus Gummi oder einem anderen elastisch zusammendrückbaren Werkstoff ausgefüllt werden. Zur Vergrößerung dieses Abstands können zwischen den Flanschen und den Trägern Bünde oder Abstandsscheiben 14 vorgesehen werden, welche die Bolzen 5 umgeben und unabhängig oder an die Flansche oder die Träger angesetzt sind.

In den Böden 3_t und 4, sowie in dem sie verbindenen Klotz 9 ist eine Zentrierbohrung 15 ausgespart.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elastische Kupplung zwischen zwei gleichachsigen Wellenflanschen mit zwei senkrocht zu den Wellen angeordneten starren Trägern, weiche radial außen angesetzte Mitnehmer aufweisen und mit je einem der beiden zu kuppelnden Wellenflansche fest verbunden sind, jeweils im Mittclabschnitt dem Wellenflansch näher liegen, der mit dem anderen Träger verbunden ist, und zusammen ein Kreuz bilden, und mit elastischen, zwischen den Mitnehmern angeordneten Blöcken in Form von Hohlzylindersegmenten, welche die Drehkräfte von dem einen auf den anderen Träger übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (3,, 4,) eines jeden Trägers (3, 4) in Längsschnitt U-förmig gestaltet ist, wobei · der Boden des U axial gegen den Wellenflansch (7,8) gerichtet ist, an dom der andere Träger (4 bzw. 3) befestigt ist, und ein Klotz (9) aus einem elastischen, zusammendrückbaren Material axial zwischen den Böden der beiden mittleren Abschnitte (3,, 4,) angeordnet ist,

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die engen Zwischenräume zwischen jedem der Böden der beiden mittleren Abschnitte (3,, 4j) und dem unmittelbar benachbarten Wellenflansch (7 bzw. 8) teilweise mit einem gummielastischen Material ausgefüllt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen