DE1625719A1 - Wellenkupplung - Google Patents

Description

5735-67/Dr.ν.B/Bru

Case No. N.8797

British Patent-Application NO.53512/66

filed 29th November 1966

Fabric Bearings Limited, Doulton Road, Old Hill, Staffordshire, England

Wellenkupplung

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung, insbesondere eine biegsame Wellenkupplung, mit einem antreibenden Glied und einem angetriebenen Glied, die jeweils einen Satz von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneter Vorsprünge aufweisen, von denen die des einen Gliedes -in Zwischenräume zwischen die Vorsprünge des anderen Gliedes eingreifen und von diesen durch Federelemente getrennt sind, welche sieh mindestens zum Teil in Spalten zwischen gegenüberliegenden Flächen der ineinandergreifenden Vorsprünge der beiden Glieder befinden.

Für viele Zwecke, insbesondere für Walzwerke in der Stahlindustrie, werden elastische Wellenkupplungen benötigt, um die. Einflüsse von Laststößen und Reversierungen auf die an-

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geschlossenen Anlagen zu vermindern.

Eine bekannte elastische Wellenkupplung für diesen Zweck enthält zwei umlaufende Glieder, die im Abstand voneinander angeordnet und jeweils mit; axial verlaufenden peripheren Nuten versehen sind.Der Spalt zwischen den beiden umlaufenden Gliedern wird durch mehrere oder ein zusammenhängendes Federelement überbrückt, die in den Hüten liegen.

Wellenkupplungen dieser Art naben sich zwar gut bewahrt, zu ihrer Herstellung sind jedoch teure Präzisionsverfahren erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Machteil möglichst weitgehend zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird bei einer ~-.^rellenkupplung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorsprünge in axialer Richtung vorspringen und daß die Federelemente so angeordnet sind, daß die mit zunehmendem Drehmoment von einem beim Drehmoment Null herrschenden Ruhezustand, in dem die Berührungsflächen zwischen den Taderelementen und den gegenüberliegenden Flächen in jedem zweiten Spalte relativ klein sind, in einen Endzustand gebogen werden, in. dem die 3erührungs-7 flächen relativ groß sind und die Federelemente in jedem zweiten Spalt zwischen die einander gegenüberliegenden Flächen eingeklemmt sind.

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Bei einer Verdrehung der beiden Glieder in bezug aufeinander ist die Kupplung also zuerst nachgiebig, während die iöxpplung nach dem Erreichen des Endzustandes der Federelemente diese Nachgiebigkeit verliert und dann eine formschlüssige Drehmomentübertragung bewirkt. Die von einer elastischen Wellenkupplung zu verarbeitenden Sto3beanspruchungen bestehen gewöhnlich aus kurzzeitigen positiven oder negativen Beschleunigungen, die zu einem Gleichgewichtszustand führen. Dieser Tatsache wird bei der vorliegenden Wellenkupplung, dfe einfach im Aufbau ist und geringe Herstollungstoleranzen erfordert, Rechnung getragen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen:

Figur 1 eine auseinander^eZogene perspektivische Darstellung eines ersten Ausführuir^sbeispiels der Erfindung;

Figur 2 .eine Längsschnittansicht des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispieles in einer Ebene 2-2 der !"igur 3>

Figur 3 eine Querschnittsansicht in einer Ebene 3-j; der Figur 2;

Figur h eine Quersehr.i~~sansicht eines Teiles des in Figur 1 dargestellten Ausfür-rungsbeispieles, die die beiden in bezug aufeinander verdrehbaren Glieder der Viellenkupplung in einer anderen Stellung als in Figur 3 zeigt, und

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Figur 5 eine Querschnittsansieht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung.

Die in den Figuren 1 bis 4 als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte. Wellenkupplung-enthält ein drehbares Antriebsglied 10, das acht in Urnfangspichtung voneinander im Abstand angeordnete und axial vorspringende Vorsprünge 11 aufweist, ferner ein umlaufendes angetriebenes Glied 12, das koaxial zum Antriebsglied 10 montiert ist und ebenfalls mit acht in Uinfangsrichtung voneinander im Abstand angeordneten und in Axialrichtung vorspringenden Vorprüngen versehen ist. Die Vorsprünge 13 werden von einem Ring 14 getragen, der in einer Ringnut 15 des Gliedes 12 angeordnet und mit diesem Glied durch Abscherbolzen 16 mit zugehörigen·Muttern 17 verbunden ist. Die Abscherbolzen begrenzen das Drehmoment, das die Kupplung zu übertragen vermag.

Die Vorsprünge 13 des Gliedes 12 liegen in Zwischenräumen Xc (Figur Inzwischen den Vorsprüngen 11 des Gliedes Die Festlegung der Vorsprünge 13 in den Zwischenräumen 16 erfolgt durch eine Federanordnung aus vier gleichen Federn 19 bis 22. Die Federn sind welTenlinienförmig und die Flanken zwischen den.Maxima und Minima der Wellenlinie.befinden sich in Spalten 23 zwischen einander gegenüberliegenden Flächen der Vorsprünge 11, 13·

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Die VorSprünge 11, 13 sind rait einem zylindrischen Deckel 30 umgeben, der durch Schrauben an dem Glied 12 befestigt ist» Die äußeren Spitzen der Federn 19 bis 22 liegen an der Innenseite des Deckels 30 an, welcher die Federn haltert und abdeckt. ' - N .:"..-

: Figur 3 zeigt den Zustand , wenn das übertragene Drehmoment Null ist. In diesem Ruhezustand verlaufen die: Flanken der Wellenlinien, diedie Federn.bilden,diagonal durch die Spalte, in denen sie liegen, und die Berührungsflächen zwis.chen den Federn und den Vorsprüngen 11,13 bestehen, aus den kleinen Bereichen an den radialen inrieren und äußeren Enden der Spalte.

Wenn nun durch das in Figur 3-in Uhrzeigerrichtung umlaufende Antriebsglied 10 ein Drehmoment ausübt, werden die Federn infolge ihrer Elastizität gebogen, so daß eine gewisse Verdrehung zwischen den beiden Gliedern 10,12 stattfinden kann. Figur 4 zeigt den Endzustand ,den die beiden in bezug aufeinander verdrehbaren Glieder_:mit zunehmendem übertragenen Drehmoment einnehmen können. Bei diesem Endzustand ist"jeder zweite Spalt zwischen den Vorsprüngen 11,1,3 bis auf den durch die Federn eingenommenen Raum geschlossen -und die Berührungsfläche zwischen den Federn und den VorSprüngen 11, 13 hat ihren Maximalwert. Die Flanken der Federn sind dabei-zwischen die Vorsprünge 11,13 eingeklemmt und die Kupplung ist nun nicht mehr elastisch

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sondern formschlüssig.

Es ist einleuchtend, daß plötzliche Last- oder Drehmomentänderungen mindestens zum Teil durch die Elastizität der Federn aufgenommen verden, bis der in Figur 4 dargestellte Endzustand mit formsehlüssigem Singriff erreicht ist.

Der Ring 14 und die Abscherbolzen 16 sind selbstverständlich nicht unbedingt erforderlich und man kann auch mit einem außerhalb der Kupplung befindlichen Überlastungsschutz arbeiten.

Anstelle der vier getrennten Federn 19 bis 22 können auch andere Federanordnungen, z.B. eine einzige Feder verwendet werden. Man kann beispielsweise auch die vier Federn 19 bis 22 durch zwei getrennte Federn ersetzen, die auf den entsprechenden Vorsprüngen I3 angeordnet und so geformt ist, wie es die Figuren 1 bis j5 zeigen,- wobei jedoch jede Spitze von einer benachbarten Spitze so im Abstand angeordnet ist wie die beiden benachbarten Spitzen der aneinander angrenzenden Enden der Federn I9 und 20.

Die Abmessungen der Kupplung und die Anzahl und Grösse der Vorsprünge.11,13 hängen von dem maximal zu übertragenden Drehmoment ab.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 5 ira Querschnitt dargestellt. Gleiche Teile sind in den Figuren 1 bis H- und 5 mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden/ . .. .." . -

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Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Federn aus kreiszylinderförmigen Hülsen und die Vorsprünge 1ί_Λ 13 sind jeweils, von solchen Federhülsen 24 bzw. 25 umgeben. Die Federhülsen können aus Metall, z.B. Federstahl oder aus Kunststoff, wie Nylon bestehen.

Figur 5 zeigt den Zustand beim übertragenen Drehmoment Null. Bei der Übertragung eines Drehmoments v/erden die Federhülsen 24, 25 durch den von den Vor Sprüngen 11, 13 auf sie ausgeübten Druck verformt, bis ein Endzustand erreicht ist, bei dem die Hülsen dicht zwischen gegenüberliegende Flächen der Vorsprünge 11,13 eingeklemmt sind und die Kupplung formschlüssig wird.

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Claims (6)

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1. Wellenkupplung mit einem antreibenden und einem angetriebenen Glied, die jeweils einen Satz von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneter Vorsprünge aufweisen, von denen die des einen Gliedes in die Zwischenräume zwischen die Vorsprünge des anderen Gliedes eingreifen und von diesen durch Federelemente getrennt, sind, welche sich mindestens zum Teil in Spalten zwischen gegenüberliegenden Flächen der ineinandergreifenden Vorsprünge der beiden Glieder befinden, da d u r c h g e" k e η η ζ e i c h η e t > daß die.Vorsprünge (11,15) in axialer Richtung vorspringen und daß die Federelemente (19 bis 22, 24, 25) so angeordnet sind, daß sie mit zunehmendem Drehmoment von einem beim Drehmoment Null herrschenden Ruhezustand (Figur 3 und 5) in dem die Berührungsflächen zwischen den Federelementen und den gegenüberliegenden Flächen der Vorsprünge in Jedem zweiten Spalt (23) relativ klein sind, in einen Endzustand (FigA) gebogen werden, in dem die Berührungsflächen relativ gross sind und die Federelemente in jedem zweiten Spalt zwischen die einander gegenüberliegenden Flächen eingeklemmt sind.

2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, da durch

g e. kennzeichnet, daß die Federelemente mindestens einen Streifen (19) aus elastischem Werkstoff enthalten,

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der etvjä wellenförmig gebogen und so bezüglich der Vorsprünge (11,1p) angeordnet ist, daß die. Vorsprünge des einen Satzes auf der einen Seite und die Vorsprünge des anderen Satzes auf der anderen Seite des Streifens liegen. :

3· Wellenkupplung-nach Anspruch I₃ d a d u rc h g e k e η η ζ ei c h net ,daß die Federelemente (2Aj 25) die entsprechenden Vorsprünge (11,15) umgeben. ;■

4. Wellenkupplung nach Anspruch 3yd ad u r: c h g e k e η η ζ e 1 c h η e t ,. daß die Federelemente axial verlaufende Hohlzylinder (24,25) sind und daß benachbarte Hohlzylinder einander berühren (Figur 5)·

5". Wellenkupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h ge k e ή η ζ e ±c h η e t'₃ daß das eine der beiden Glieder (10,12) mit einem Deckel (30) versehen ist, vfelcher die Vorsprünge (11,13) umgibt und die Feclerelemente; (19 bis 22) haltert. : - ; / ■-

6. VIeIlenkupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r c'h ge fc e η n^:z e ic h net, daß ein Satz von VorSprüngen (13) durch Abseherbolzen (16) mit dom zugehörigen Glied "(12) verbunden ist. .,

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