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B e s c h r e i b u n g zu der Patentanmeldung Ausgleich-Kupplung
DieErfindung betrifft eine Ausgleich-Kuppluung mit zwei Kupplungsscheiben, die durch
sich etwa in Richtung der Kupplungsachse erstreckende Bolzen miteinander verbunden
sind.
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Es sind Ausgleich-Kupplungen bekannt, bei denen Bolzen ieut an der
einen Kupplungshälfte angebracht sind und bei denen zwischen den Bolzen und den
Bohrungen der anderen Kupplungshälfte Zylinder, Scheiben oder dgl. aus nachgiebigem
Material eingefügt sind. Diese Konstructionen haben den Nachteil, daß das nachgiebige
Material schnell verschleißt.
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Weiter sind Ausgleich-Kupplungen bekannt, bei denen fest an einer
Kupplungshälfte angebrachte Bolzen an ihren freien Enden mit Wälzlagern versehen
sind, deren Außenringe mit geringem Spiel in Bohrungen der anderen Kupplungshälfte
greifen und in ihnen rollen. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Bolzen in
der einen Kupplungshälfte in Wälzlagern gelagert und greifen mit Spiel in Bohrungen
der-anderen Kupplungshälfte. Diese Art Bolzenkupplungen-sind im-wesentlichen nur
axial verschiebbar und nicht für Neigungen der Wellen gegeneinander geeignet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile dieser bekannten Ausgleich-Kupplungen
zu vermeiden und eine einfache und verschleißfeste Ausgleich-Kupplung zu schaffen,
die größere Neigungen und ein axiales Spiel der Wellen gegeneinander zuläßt.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Ausgleich-Kupplung mit zwei
Kupplungsscheiben, die durch sich etwa in Richtung der Kupplungsachse erstrekende
Bolzen miteinander verbunden sind, erfindungsgemäßen dadurch gelöst, daß beide Kupplungsscheiben
mit Bolzen versehen sind, di--'e mittels unelastischen Zwischengliedern miteinander
verbunden sind, wobei sich die Bolzen mit Spiel in Bohrungen der Zwischenglieder
hiheinerstrecken und mindestens die Oberflächenschichten der Bolzen und der sie
aufnehmenden Bohrungen aus gehärtetem Stahl bestehen.
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Die Zwischenglieder sind zweckmäßigerweise scheibenförmig ausgebildet
und mit eingesetzten Hülsen versehen, in die sich die Bolzen mit Spiel hineinerstrecken.
Die Scheiben können dabei aus einem einfacheren, weniger verschleißfesten oder einem
leichten Material hergestellt sein, während die Hülsen aus einem verschleißfesten
Material hergestellt sind.
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Die Bolzen und die Hülsen können aus dem gleichen Material, vorzugsweise
Schnellstahl bestehen und sind vorteilhafterweise gehärtet und nitriert, wodurch
eine hohe Verschleißfestigkeit erreich wird.
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Eine besonders hohe Verschleißfestigkeit wird erreicht, wenn die
Bolzen und die Hülsen il:W wesentlichen, die gleiche Oberflächenhärte von vorzugsweise
etwa 1000 Brinell besitzen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die die
Beizen mit Spiel aufnehmenden Bohrungen der Zwischenglieder eine nach innen vorstehende
umlaufende Ringwulst auf, an der die Bolzen anliegen und gleiten, wodurchein ruckfreies
Arbeiten der Kupplung erreicht wird, indem ein wechselweises Anliegen der Bolzen
an verschiedenen Kanten vermieden wird. Die Ringwulst kann benachbart der Strinseite
des Zwischengliedes angeordnet sein, die der Kupplungsscheibe oder Zwischenscheibe
zugewandt ist, deren Bolzen sich in die, die Ringwulst aufweisende Bohrung erstrecken,
wodurch eingrößeres axiales Spiel der Kupplung möglich ist und die Bohrung kann
sich von der Ringwulstaus trichterförmig nach der anderen Stirnseite zu erweiteren,
um die Bewegungen des Bolzens nicht zu behindern.
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Nach einer alternativen Ausf'ührungsf'orm können die Bolzen an ihren
freien Enden etwa kugelförmige Köpfe besitzen, deren Durchmesser merklich kleiner
ist als der Durchmesser der sie äufnehmenden Bohrungen, die etwa zylinderförmig
ausgebildet sein können,, wodurch ebenfalls ein ruckfreies Arbeiten der Kupplung
erreicht wird.
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Die Bohrungen zur Aufnahme der Bolzen können mindestens teilweise
mit einem Schmiermittel, vorzugsweise Heißlagerfett oder Graphit, gefüllt sein und
die Anordnung der Teile der Kupplung kann bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen
so getroffen sein, daß die Bolzen sich nur teilweise in die Bohrungen hineinerstrecken,
wobei die Bohrungen beidseitig durch Dichtungen abgedichtet sein können und mindestens
die eine Abdichtung jeder Bohrung aus einem elastischem Material, vorzugsweise Gummi,
bestehen kann und eine Öffnung besitzt, durch die sich der zugehörige Bolzen hindurcherstreckt.
Die elastische Dichtung kann den Bewegungen des Bolzens folgen und das Schmiermittel
in der Bohrung zurückhalten. Als Dichtungen können zwei leweils etwa die ganze Stirnfläche
des Zwischengliedes bedeckende Gummischeiben dienen, die auf die Stirnseiten aufvulkanisiert
oder geklebt sind.
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Um eine größere Verkippung der Wellen gegenainder zu erlauben, kann
es zweckmäßig sein, drei Zwischenglieder vorzusehen, wobei' das mittlere Zwischenglied
auf jeder Stirnseite mit zwei axialen Bolzen versehen ist.
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Zwischen den Kupplungsscheiben und denn Zwischenglied bzw. den Zwischengliedern
können Distanzstücke angeordnetsein, die Mindestabstände zwischen den Kupplungsscheiben
und dem Zwischenglied bzw. den Zwischengliedern sicherstellen. Dabei ist es zweckmäßig,
die Distanzstücke an den Stirnseiten des Zwischengliedes bzw. der Zwischenglieder
als zentrale axiale Vorsprünge anzuordnen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläütert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer drei Glieder umfassenden erfindungsgemäßen
Ausgleich-Kupplungen ; Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine der Kupplungsscheiben;
Fig. 3 eine Ansicht in axialer Richtung eines Zwischengliedes; Fig. 4 einen Schnitt
entlang der Linie IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 eine Ansicht einer fünf Glieder umfassenden
Kupplung; Fig. 6 einen Längsschnitt durch das mittlere Zwischenglied de Kupplung
nach Fig. 5; Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Kupplung.
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Die in Fig. 1 gezeigte dreigliedrige Ausgleich-Kupplung weist zwei
mit den zu kuppelnden Wellen 6 bzw. 8 verbundene Kupplungsscheiben 2 sowie ein Zwischenglied
4 auf. Jede Kupplungsscheibe 2 besitzt einen zylindrischen im wesentlichen scheibenförmigen
Körper 3 (Fig. 2), an welchem zwei Bolzen bzw. Treibstifte 10 befestigt sind, die
in axialer Richtung aus der Stirnseite der Kupplungsscheibe herausragen. Jede Kupplungsscheibe
2 besitzt weiter einer zentrale Bohrung 12 zur Aufnahme eines Wellenendes und eine
in axialer Richtung verlaufende Ausehmung 14 entlang dieser Bohrung 12 zur Aufnahme
einer Paßfeder.
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Weiter ist im Körper der Kupplungsscheibe eine senkrecht zur Achse
der Kupplungsscheibe stehende Gewindebohrung mit einer Schraube 16 vorgesehen, mittels
welcher eine
Paßfeder radial auf die Welle gedrückt werden kann,
so daß die Welle und die Paßfeder in der Kupplungsscheibe festgekelmmt werden. Wie
man aus den Figuren 3 und 4 ersehen kann, umfaßt das Zwischenglied 4 eine zylindrische
Scheibe 5 mit einer zentralen axialen Bohrung, in die ein zylindrischer Distanzstift
20 eingepreßt ist, der auf beiden Seiten gleich weit aus der Scheibe vorsteht und
einem Mindestabstand der Glieder voneinander sicherstellt. Ringsherum sind in die
Scheibe 5 in einem radialen Abstand von der Achse des Gliedes, der dem radialen
Abstand der Bolzen von der Achse der Kupplungsscheibe entspricht, in vier gleichmäßig
verteilte axiale Bohrungen, Hülsen 22 eingepreßt. Die Hülsen 22 erstrecken sich
durch die ganze Dicke der Scheibe 5 und weisen im Inneren eine durchgehende axiale
Bohrung 24 auf, die im Bereich der einen Stirnseite eine umlaufende Ringwulst 26
besitzt, an die ein konischer Teil 28 der Bohrung 24 anschließt, der sich von der
Ringwulst aus trichterförmig gegen die andere Stirnseite zu erweitert. Der engste
Innendurchmesser der Bohrung 24, den die umlaufende Ringwulst 26 umschließt, ist
merklich größer als der Durchmesser der Bolzen 10, so daß diese mit Spiel in die
Bohrung 24 greifen, wodurch die Gleider gegeneinander verkippen können. Die Bolzen
10 Liegen nur an den Ringwülsten 26 an. Jeweils zwei der Bohrungen 24, die auf einem
Durchmesser der Zwischengliedes 4 liegen, öffnen sich mit ihrem trichterförmigen
Teil 28 nach der gleichen Stirnseite der Scheibe. Die beiden anderen ebenfalls auf
einem Durchmesser liegenden Bohrungen 24 öffnen sich mit ihrem trichterförmigen
Teil 24 nach der anderen Stirnseite der Scheibe.
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Die Bolzen 10 der Kupplungsscheiben 2 und die Hülsen 22 der Zwischenglieder
4 sind aus Schnellstahl 3343 oder einem ähnlichen Material hergestellt und gemeinsam
auf
eine etwa gleiche Rockwellhärte von etwa 58 gehärtet und anschließend
nitriert, wodurch schließlich eine Härte von etwa 1000 Brinell-Einheiten erreich
wird.
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Die Schmierung der gleitenden Teile kann durch Ölwälzlagerfett oder
Graphit oder andere geeignete Schmiermittel erfolgen.
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Fig. 5 zeigt eine fünf Glieder umfassende Ausgleich-Kupplung, die
bis auf ein mittleres Treibstifte tragendes Zwischenglied 30 aus den gleichen Kupplungsscheiben
2 und Zwischengliedern 4 aufgebaut ist, wie die dreigliedrige Kupplung nach Fig.
l. Diese gleichen Glieder sind in Fig. 5 mit den gleichen Bezugsziffern versehen
wie in Fig. 1.
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Das mittlere Zwischenglied 30 der in Fig. 5 gezeigten Kupplung weist
eine zylindrische Scheibe 52 auf, in die zwei Bolzen 34, die parallel zur Achse
der Scheibe 52 verlaufen, eingepreßt sind und etwa gleich weit aus beiden Stirnseiten
der Scheibe herausragen (Fig. 6). Die Bolzen 54 dieses mittleren Zwischengliedes
50 sind zusammen mit den Bolzen 10 der Kupplungsscheiben 2 und den Hülsen 22 der
Zwischenglieder 4 in oben beschriebener Weise gehärtet und nitriert.
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Fig. 7 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ausgleich-Kupplung mit zwei mit den zu kuppelnden Wellen 46 bzw. 48 verbundenen
Kupplungsscheiben 42, sowie einem Zwischenglied 44. Jede Kupplungsscheibe 42 besitzt
einen zylindrischen im wesentlichen scheibenförmigen Körper 45, an weichem zwei
Bolzen 50 befestigt sind, die in axialer Richtung aus der Stirnseite der Kupplungsscheibe
herausragen und parallel zu der Achse des scheibenförmige Körpers und in einem radialen
Abstand von dieser Achse angeordnet sind. Die Bolzen 50 weisen an ihren freien Enden
kugelförmige Köpfe 51 auf.
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Jede Kupplungsscheibe 42 ist mit einer zentralen Bohrung auf ein Wellenende
46 bzw 48 aufgeschoben und mittels einer Paßfeder 55 formschlüssig mit den Wellen
46 bzw. 48 verbunden. Weiter ist in einem zylindrischen Ansatz 57 am Körper 43 der
Kupplungsscheibe 42 eine senkrecht zur Achse der Kupplungsscheibe verlaufende Gewindebohrung
mit einer Schraube 56 vorgesehen, mittels welcher die Paßfeder 55 radial auf die
Welle 48 gedrückt werden kann, so daß die Welle und die Paßfeder in der Kupplungsscheibe'
4) festgeklemmt werden. Das Zwischenglied 44 umfaßt eine zylindrische Scheibe 45
aus deren beiden Stirnseiten gleich lange an ihren freien Enden abgerundete zylindrische
Distanzstücke 60 und 61 ragen, die einen Mindestabstand der Kupplungsscheiben 42
und der Zwischenglieder 44 voneinander sicherstellen. In die Scheibe 45 des Zwischengliedes
44 sind vier gleichmäßig verteilte, symmetrisch angeordnete Hülsen 62 eingesetzt,
in denen axiale Bohrungen 64 ausgebildet sind, die einen radialen Abstand von der
Achse des Gliedes aufweisen, der dem radialen Abstand der Achsen-der Bolzen von
den Achsen der Kupplungsscheiben 42 entspricht.
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Die Hülsen 62 erstrecken sich durch die' ganze Dicke der Scheibe
45. Der Durchmesser der Bohrungen 64 ist merklich größer als der Durchmesser der
kugeligen Köpfe 51 der Bolzen 50, so daß diese kugeligen Köpfe mit Spiel in die
Bohrungen 64 hineingreifen, wodurch die Glieder gegeneinander verkippt werden können.
Die Bolzen 50 liegen nur mit ihren kugeligen Köpfen 51 an den Wänden der Bohrung
64 an.
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Die Bohrungen 64 sind jeweils an beiden Enden durch Dichtungsscheiben
70 bzw. 72 aus elastischem Material verschlossen, die das Schmiermittel in den Bohrungen
zurückhalten;
Diese Dichtungsscheiben besitzen Öffnungen, durch
die die Bolzen 50 sich erstrecken. Jede der Dichtungsscheiben 70 und 72, die sich
über die ganze Stirnseite der Scheibe 45 erstrecken, besitzt zwei solche Öffnungen
entsprechend den zwei Bolzen 50, die auf jeder Stirnseite in das Zwischenglied 44
eingreifen. Jede Bohrung 64 ist also auf einer Seite völlig abgeschlossen, während
auf der anderen Seite eine Öffnung für das Durchgreifen des Bolzens in der Dichtung
vorgesehen ist. Die Dichtungsscheiben 70 und 72 können aus Gummi bestehen und auf
die Scheibe 45 aufgeklebt oder vulkanisiert sein. Es kann auch jede bohrung 64 mittels
eigener Dichtungsscheiben abgeschlossen sein, die sich nicht über die ganze Stirnseite
der Scheibe 45 erstrecken. Auch bei dieser Kupplung werden alle Teile, die gleitender
Reibung ausgesetzt sind, aus dem gleichen Material hergestellt und in gleicher Weise
wie oben beschrieben, durch Härten Nitrieren auf im wesentlichen die gleiche Oberflächenhärte
gebracht.
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Bei allen Ausführungsformen können die Scheiben bzw.
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Körper der einzelnen Glieder aus einem Material geringerer Verschleißfestigkeit
oder einem leichten Material, wie z.B. Aluminium, hergestellt sein. Lediglich die
Einsätze bzw. Hülsen mit den Bohrungen, in die die Bolzen sich mit Spiel erstrecken
und die Bolzen bestehen dann aus dem oben beschriebenen gehärteten Material. Unter
Umständen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, alle Teile, vor allem die Zwischenglieder
4 ganz aus dem härtbaren Material herzustellen. Die ht sein. Bei können anstatt
an den Zwischengliedern 4 bzw. 44 auch an den Kupplungsscheiben 2,42 oder dem mittleren,
mit Bolzen versehenen Zwischenglied 30, angebracht sein. Bei allen gezeigten Kupplungen
können Distanzstifte oder einstückig mit den Scheiben
bzw. Körpern
den Kupplungsscheiben oder der Zwischenglieder ausgebildet Distanzstücke vorgesehen
sein.
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Es ist auch möglich, eine entsprechende Ausgleich-Kupplung ohne Zwischenglieder
zu bauen. Dabei trägt das eine Wellenende eine Kupplungsscheibe, an der Bolzen befestigt
sind, während die auf dem anderen Wellenende befestigte Kupplungsscheibe Bohrungen
besitzt, in welche sich diese Bolzen mit Spiel hineinerstrecken. Die Bolzen und
die Bohrungen können dabei wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
ausgebildet sein.
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Alle in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Angaben und Merkmale
werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu
sind, als erfindungswesentlich beansprucht.
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-Ansprüche-