DE19709950A1 - Drehsteife, biegeelastische Wellenkupplung, insbesondere aus Ganzstahl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehsteife, biegeelastische Wellenkupplung, insbesondere Ganzstahl-Wellenkupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1, wie sie aus den Unterlagen des DE-GbM 93 05 154 bekannt ist.

Bei diesen Kupplungen hat die Kontur und Form der Ringe und der Bunde der Spannbüchsen entscheidenden Einfluß auf die Verlagerungsfähigkeit der Kupplung. Im Betrieb traten bei hohen Verlagerungswerten der Kupplung entlang des Randes des Einspannbereichs Brüche, insbesondere Dauerbrüche, an den Lamellen auf. Die übliche Verwendung von runden Unterlegscheiben, die an ihren Rändern eine ausgeprägte Fase aufweisen, brachte keine Verbesserung.

Da eine erhöhte Verlagerungsfähigkeit einer solchen Kupplung ihre Montage stark vereinfacht, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wert der zulässigen Verlagerung der Lamellenpakete zu erhöhen und somit eine erhöhte Betriebssicherheit einer solchen Kupplung zu erreichen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Dieser Erfindung lag die Überlegung zugrunde, daß hohe Kerbfaktoren am Übergang zwischen dem Ring bzw. Bund und Lamellen und somit eine stark reduzierte zulässige Materialspannung der Lamellen entlang des Randes des Einspannbereichs die Ursache der beobachteten Brüche sein könnten.

Weitere Merkmale dieser Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Eine Abänderung dieser Erfindung bezieht sich auf eine drehsteife, biegeelastische Wellenkupplung, insbesondere Ganzstahl-Wellenkupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.

Hier erfolgt die Lösung der Erfindungsaufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5.

Weitere Ausgestaltungen dieser Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 6 bis 10.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1a im schematischen Längsschnitt eine biegeelastische drehsteife Kupplung,

Fig. 1b einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1a,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.

Nach Fig. 1a ist eine Nabe 1 mit einer Nabe 9 über zwei erfindungsgemäße Lamellenpakete A, B und eine dazwischen angeordnete Hülse 8 drehsteif, winkel-, axial- und lateralbeweglich gekuppelt. Da die beiden Lamellenpakete A und B identisch sind, genügt es, eine davon zu beschreiben. Das Lamellenpaket A bzw. B verfügt über ein Paket ring- oder segmentförmiger Lamellen 5, die axial zusammengespannt sind. Zu diesem Zweck weisen die Lamellen, auf dem Umfang verteilt, mehrere axiale Bohrungen auf, in die Spannbüchsen 6 eingesetzt sind. Das Lamellenpaket 5 liegt einerseits an einem stirnseitigen Bund 6b der Spannbüchse 6 an, der an seiner anderen Seite flachkegelig ausgebildet ist. Andererseits liegt das Lamellenpaket an einem auf die Spannbüchse 6 aufgesetzten Ring 4 an. Wird das freie Ende 6c der Spanbüchse, wie dargestellt, aufgebördelt, so ist das Lamellenpaket 5 auf den Spannbüchsen 6 festgelegt und das Ganze kann als Einheit eingebaut oder als Ersatzteil gehandelt werden. Das Lamellenpaket 5 ist mittels der Schrauben 7 und der Muttern 2 in die Kupplung eingebaut. Unterlegscheiben 3 können zwischen dem Schraubenkopf 7 und dem Ring 4 angeordnet sein.

Wie in Fig. 1b dargestellt, verfügt ein Flansch 1a der Nabe 1 über Ausnehmungen 1b, wobei der Kopf der Schraube 7 sich in einer dieser Ausnehmungen 1b befindet, denen je ein unversehrter Abschnitt eines Flansches 8a der Hülse 8 als Anlage für die Mutter 2 gegenüberliegt; bei der in Umfangsrichtung nächsten Schraube 7 sind die Verhältnisse spiegelbildlich dazu, d. h. deren Kopf liegt in einer solchen Ausnehmung des Flansches 8a, wie dies z. B. am unteren Bildrand der Fig. 1 auf der radial gegenüberliegenden Seite der Wellenkupplung A dargestellt ist.

Erfindungsgemäß ist der Ring 4 und/oder der Bund 6b der Spannbüchse 6 mit einer umlaufenden Entlastungsnut 4a bzw. 6a versehen. Die Entlastungsnuten sind so ausgeführt, daß ein weicher Übergang zwischen freiem Lamellenbereich und festem Einspannungsbereich gewährleistet ist. Hierzu werden die Entlastungsnuten 4a, 6a bevorzugt in gerundeter Form ausgeführt, deren Rundung kreis-, parabel- oder ellipsenförmig sein kann; eine Ausführung in Trapez- oder Dreiecksform ist jedoch ebenfalls möglich.

Mit dieser Erfindung ist es möglich, die Verlagerungsfähigkeit von Lamellen, Lamellenpaketen und somit von Kupplungen dieser Bauart zu erhöhen und hierdurch die Montagefreundlichkeit und Betriebssicherheit solcher Wellenkupplungen zu steigern.

In Fig. 2 ist rechts der Mittellinie der Spannbüchse 6 der Bund 6b derselben, wie bekannt, in flachkegeliger Form ausgebildet. Links der Mittellinie ist die erfindungsgemäße Form des stirnseitigen Bundes 6b mit einer umlaufenden konkaven Nut oder Auskehlung 6d dargestellt, der eine entsprechende konvexe Form 8d des Flansches 8a gegenüberliegt und in die sie eingreift. Die konkave Form 6d und die konvexe Form 8d passen genau ineinander. Die Auskehlung 6d kann die gesamte Breite der ursprünglichen Kegelmantelform einnehmen. Sie ist vorzugsweise in parabolischer, elliptischer oder Kreisform gerundet.

Die konkave Form (6d) der Spannbüchse (6) ist vorzugsweise so ausgeführt, daß sich die Tangenten durch die Punkte A und B unter einem Winkel β=65° schneiden. Der Winkel β kann jedoch auch beliebig andere Werte zwischen <0° und 90° annehmen.

Bei der rein kegeligen Form nach der rechten Seite der Fig. 2 kann es zu einer Schiefstellung bei Umfangs- und Radialkräften kommen. Dabei treten Tribokorrosion und eine Vergrößerung des Nullspiels auf. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist diese Gefahr ausgeschlossen. Außerdem können auf diese Weise Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden, so daß ein vollflächiger Kontakt zwischen der Auskehlung 6d und der konvexen Gegenform 8d des Flansches 8a vorherrscht. Das hat wieder die Vorteile der geringeren Flächenpressung und der geringeren Setzerscheinungen.

Claims (10)

1. Drehsteife, biegeelastische Wellenkupplung, insbesondere Ganzstahl- Wellenkupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen Wellen, insbesondere von Wellen mit gegeneinanderversetzten Achsen, mit einem bzw. zwei Lamellenpaketen (5), die auf Spannbüchsen (6) aufgesetzt und auf diesen mittels je eines Ringes (4) gegen einen stirnseitigen Bund (6b) der Spannbüchsen (6) eingeklemmt sind, wobei die Lamellenpakete mittels sich durch die Spannbüchsen (6) erstreckender Schrauben (2, 7) in Umfangsrichtung abwechselnd mit den einander gegenüberliegenden Flaschen (1a, 8a) miteinander zu kuppelnden Naben (1, 8) verspannt sind, gekennzeichnet durch je eine umlaufende Entlastungsnut (4a) bzw. (6a) in den Ringen (4) und/oder den Bunden (6b) der Spannbüchsen (6).

2. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gerundete Form der Entlastungsnuten (4a, 6a).

3. Kupplung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Kreis-, Parabel- oder Ellipsenform der gerundeten Entlastungsnuten (4a, 6a).

4. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trapez- oder Dreiecksform der Entlastungsnuten (4a, 6a).

5. Drehsteife, biegeelastische Wellenkupplung, insbesondere Ganzstahl­ wellenkupplung, zur Übertragung von Drehmomenten zwischen Wellen, insbesondere Wellen mit gegeneinander versetzten Achsen, mit einem bzw. zwei Lamellenpaketen (5), die auf Spannbüchsen (6) aufgesetzt und auf diesen gegen einen stirnseitigen Bund (6b) der Spannbüchsen (6) eingeklemmt sind, wobei die Lamellenpakete (5) mittels sich durch die Spannbüchsen (6) erstreckender Schrauben (2, 7) in Umfangsrichtung abwechselnd mit den gegenüberliegenden Flanschen (1a, 8a) miteinander zu kuppelnder Naben (1, 8) verspannt sind, wobei die Spannbüchsen (6) an der Außenseite der stirnseitigen Bunde (6b) eine kegelige Form aufweisen, die in eine entsprechende Ausnehmung des zugehörigen Flansches (8a) eingreift, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kegeligen Stirnseiten der Spannbüchsen (6) eine umlaufende Nut (6d) aufweisen.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (6d) die Form einer die gesamte Breite des ursprünglichen Kegelmantels einnehmenden Auskehlung (6d) besitzt.

7. Kupplung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut bzw. die Auskehlung (6d) eine gerundete Form aufweist.

8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Auskehlung (6d) parabolisch, elliptisch oder kreisförmig ist.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Nut bzw. Auskehlung (6d) eine entsprechende konvexe Form (8d) des Flansches (8a) gegenüberliegt.

10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskehlung (6d) und die konvexe Form (8d) ineinander passen.