DE19812223A1 - Drehsteife, spielfreie, elastische Metallbalgkupplung zur drehmomentübertragenden Verbindung zweier Wellen - Google Patents

Drehsteife, spielfreie, elastische Metallbalgkupplung zur drehmomentübertragenden Verbindung zweier Wellen

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DE19812223A1 DE19812223A DE19812223A DE19812223A1 DE 19812223 A1 DE19812223 A1 DE 19812223A1 DE 19812223 A DE19812223 A DE 19812223A DE 19812223 A DE19812223 A DE 19812223A DE 19812223 A1 DE19812223 A1 DE 19812223A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine drehsteife, spielfreie, elastische Metallbalgkupplung zur drehmomentübertragenden Verbindung zweier Wellen. Um eine kostengünstig herstellbare, durch ein Baukastensystem schnell verfügbare, verdrehsteife, verdrehspielfreie und elastische Kupplung vorzusehen, die den Antriebsstrang hinsichtlich der Dynamik wenig beeinflußt, ist der Metallbalg mit seinen Enden reibschlüssig mittelbar oder unmittelbar auf die Enden der Wellen geklemmt (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine drehsteife, spielfreie, elastische Metallbalgkupplung zur drehmomentübertragenden Verbindung zweier Wellen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Zur drehspielfreien Verbindung der Metallbälge mit den Antriebs- bzw. Abtriebswellen sind nach dem Stand der Technik zwei Schnitt- oder Verbindungsstellen erforderlich, nämlich eine zwischen dem Balg und einer Nabe und eine andere zwischen der Nabe und der Welle. Die bekannten Schnitt- oder Verbindungsstellen zwischen dem Balg und der Nabe haben nach dem Stand der Technik den Nachteil, daß sie nicht mehr zerstörungsfrei lösbar sind, so etwa Schweißverbindungen nach allen möglichen Verfahren, Klebeverbindungen mit 1, 2 oder mehr Klebefugen oder Bördelverbindungen. Für die zweite Schnitt- oder Verbindungsstelle zwischen Nabe und Welle gibt es bisher Konusverbindungen, Schrumpfscheiben, Spannringverbindungen oder Radialklemmnaben.
Durch die Notwendigkeit zweier Schnitt- oder Verbindungsstellen weisen die bekannten Balgkupplungen folgende Nachteile auf: hohe Herstellungskosten, mangelnde Flexibilität bei der Anpassung der Kupplung an die vom Kunden vorgegebenen Schnitt- oder Verbindungsstellen sowie hohes Massenträgheitsmoment wegen der Vielzahl der Bauteile.
Besonders wenn eine preisgünstige, schnell verfügbare, verdrehspielfreie, elastische Ausgleichskupplung verlangt wird, müßte eine ideale Kupplung folgende Vorteile aufweisen:
Zusammenfassung beider Schnitt- oder Verbindungsstellen, Aufbau nach einem Baukastensystem, Anpassungsmöglichkeit an erforderliche Verlagerungen durch einfachen Austausch des drehmomentübertragenden Metallbalges, verdrehspielfreie Ausbildung, hohe Verdrehsteifigkeit, niedrige Verlagerungssteifigkeit, geringes Massenträgheitsmoment.
Zur Erzielung all dieser Vorteile wird die Erfindungsaufgabe darin gesehen, eine Metallbalg-Ausgleichskupplung zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist, durch ein Baukastensystem eine schnelle Verfügbarkeit sichert, verdrehsteif, verdrehspielfrei und elastisch ist, sowie den Antriebsstrang durch ihren Einbau hinsichtlich der Dynamik wenig beeinflußt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip besteht darin, daß reibschlüssige Verbindungen zwischen Balg und Nabe bzw. Nabe und Welle funktionell zusammengelegt werden, wobei das zylindrisch bzw. leicht nach innen kegelig ausgeführte Balgende mittels eines Außenspannsatzes mittelbar oder unmittelbar reibschlüssig auf den An- und Abtriebswellen geklemmt wird.
In der nachfolgenden Beschreibung sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt
Fig. 1a einen dazugehörigen Klemmring, teilweise im Schnitt
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt
Fig. 2a einen dazugehörigen Klemmring in einer Draufsicht sowie in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht
Fig. 2b eine erste Ausführungsform einer Reduzierbuchse für zylindrische Wellen
Fig. 2c eine zweite Ausführungsform einer Reduzierbuchse für kegelige Wellen
Fig. 2d eine Haltefeder.
Gemäß Fig. 1 werden die Enden zweier Wellen 4 mittels eines Metallbalges 1 zur Drehmomentübertragung verbunden. Dazu besitzt der Metallbalg 1 ausgeflanschte Enden 1', die eine reibschlüssige Verbindung mit den Wellen 4 herstellen. Die ausgeflanschten Enden 1' können zylindrisch oder leicht nach innen konisch ausgeführt sein und ohne oder mit Längsschlitzen versehen sein. Die erste Ausführung empfiehlt sich bei zylindrischen Enden 1', die zweite bei leicht nach innen konischen Enden 1'. Die zuletzt genannte Form verstärkt die reibschlüssige Verbindung. Die Enden 1' des Metallbalges 1 werden mittels eines Außenspannsatzes, hier mittels Klemmringen 2 auf den Wellen 4 festgeklemmt. Der Klemmring 2 ist gemäß Fig. 1a an einer Stelle 2' radial geschlitzt und um die Breite des Schlitzes 2' zusammenziehbar. Der Klemmring 2 besteht zu diesem Zweck aus einem entsprechend biegsamen, elastischen oder federnden Werkstoff, vorzugsweise Metall, z. B. Federstahl. Das Zusammenziehen erfolgt durch eine Klemmschraube 3, die in fluchtenden Bohrungen in den beiden Enden des Klemmringes 2 untergebracht ist, wobei die zylindrische Bohrung 3' den Schraubenkopf und die Gewindebohrung 3'' den Gewindeteil der Klemmschraube 3 aufnimmt. So ist die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Metallbalg 1 und den Enden der Wellen 4 zur Drehmomentübertragung gesichert.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind zwischen die ausgeflanschten Enden 1' des Metallbalges 1 und die Enden der Wellen 4 zum Ausgleich von Durchmesserunterschieden Reduzierbuchsen 6 bzw. 7 eingelegt. Der Klemmring 2a wird wie nach Fig. 1 angezogen. Die Reduzierbuchse 6 ist zylindrisch und paßt so auf zylindrische Wellen 4, während die Reduzierbuchse 7 einen Innenkegel besitzt und auf konische Wellen paßt.
Nach Fig. 2a weist der Klemmring 2a am Innendurchmesser eine radiale Nut 2'' für eine Haltefeder 5 auf. Fig. 2b zeigt eine Reduzierbuchse 6 mit zylindrischer Bohrung, die um jeweils 90° gegeneinander versetzte Axialnuten 6', abwechselnd von der einen und der anderen Stirnfläche eingeschnitten, aufweist, wobei am Außendurchmesser eine radiale Nut 6'' für die Haltefeder 5 angebracht ist.
Gemäß Fig. 2c ist eine Reduzierbuchse 7 mit Innenkonus und innen liegender Nut 7' zur Befestigung auf der Welle 4 vorgesehen und auf dem Außendurchmesser mit der radialen Nut 7'' zur Fixierung der Haltefeder 5 versehen.
Bezugszeichenliste
1
Metallbalg
1
' Balg-Ende
2
Klemmring
2
a Klemmring
2
' radialer Schlitz in Klemmring
2
'' Nut
3
Klemmschraube
3
' Bohrung
3
'' Gewindebohrung
4
Wellen
5
Haltefeder
6
Reduzierbuchse
6
' Axialnut
6
'' Umfangsnut
7
Reduzierbuchse
7
' Nut
7
'' Umfangsnut

Claims (23)

1. Drehsteife, spielfreie, elastische Metallbalgkupplung zur drehmomentübertragenden Verbindung zweier Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbalg (1) mit seinen Enden (1') reibschlüssig mittelbar oder unmittelbar auf die Enden der Wellen (4) geklemmt ist (Fig. 1, 2).
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (1') des Metallbalges (1) ausgeflanscht sind.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgeflanschten Enden (1') des Metallbalges (1) zylindrisch oder leicht nach innen konisch geformt sind.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Balgenden (1') ohne Aussparungen sind.
5. Kupplung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Balgenden (1') axial geschlitzt sind.
6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Enden (1') des Metallbalges (1) je ein Klemmring (2, 2a) aufgesetzt ist (Fig. 1, 2).
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (2, 2a) radial geschlitzt und um die Breite des Schlitzes (2') zusammenziehbar ist (Fig. 1a).
8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenziehen des Klemmringes (2, 2a) durch eine Klemmschraube (3) erfolgt, die tangential in entsprechende fluchtende Bohrungen (3, 3') des Klemmringes (2, 2a) eingesetzt ist.
9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Enden (1') des Metallbalges (1) Außenspannsätze in Form handelsüblicher Schrumpfscheiben aufgesetzt sind.
10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden (1') des Metallbalges (1) und den Wellen (4) Reduzierbuchsen (6, 7) eingesetzt sind, die die Durchmesserunterschiede zwischen den Enden (1') und den Wellen (4) überbrücken (Fig. 2, 2b, 2c).
11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierbuchsen (6, 7) axiale Schlitze (6') von den Stirnflächen her aufweisen (Fig. 2b).
12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialschlitze (6') abwechselnd von der linken und rechten Stirnfläche beginnen (Fig. 2b).
13. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierbuchsen (6, 7) mittels konischer Bohrungen auf den Enden der Wellen (4) befestigt sind (Fig. 2c).
14. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierbuchsen (6, 7) mittels Paßfedern befestigt sind.
15. Kupplung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Balgenden (1') reibschlüssig auf die Außendurchmesser der Reduzierbuchsen (6, 7) geklemmt sind.
16. Kupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Ende (1') des Balges (1) und dem Außendurchmesser der Reduzierbuchse (6, 7) zusätzlich zum Reibschluß einen formschlüssige, drehfeste Verbindung besteht.
17. Kupplung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Fixierung von Klemmring (2a) und Reduzierbuchse (6, 7) in eine radiale Innennut (2'') des Klemmringes (2a) eine Haltefeder (5) eingesetzt ist (Fig. 2).
18. Kupplung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (5) im Klemmring (2a) in Teilbereichen radial aus der Nut (2'') heraus in die Bohrung hineinragt.
19. Kupplung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierbuchse (6) am Außendurchmesser eine Nut (6'') aufweist, in die die Haltefeder (5) einrastet (Fig. 2b).
20. Kupplung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (5) die Form eines Polygons mit n Kanten besitzt (Fig. 2d).
21. Kupplung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (5) die Form eines 3-Kant-Polygons besitzt (Fig. 2d).
22. Kupplung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (5) ein Draht-Biegeteil ist (Fig. 2d).
23. Kupplung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Fixierung von Klemmring (2a) und Reduzierbuchse (6, 7) zwischen den beiden Teilen ein Schnappverschluß angeordnet ist, dessen Funktionsteile integrale Bestandteile von Klemmring (2a) und Reduzierbuchse (6, 7) sind.
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