DE1981653U

DE1981653U - Nachgiebige kupplung zwischen einer treibenden und einer angetriebenen welle.

Info

Publication number: DE1981653U
Application number: DEK52863U
Authority: DE
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1964-12-14
Filing date: 1965-11-25
Publication date: 1968-03-21
Also published as: SE354695B; DE1475390A1; DE1475390B2; DE1475390C3; GB1065927A; ES319660A1; US3296827A

Description

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Dr. W.SCHALK· Dipl.-Ing. P. Wl RTH •Dipl.-Ing. G. DAN N EN BERG Dr₁V₁SGHMIED-KOWARZIiC-Dr₁P₁WEINHOLD

6 FRANKFURT AM MAIN

GR. ESCHENHEIMER STR. 39

14.2.68 Gase 64:466

PW/H K 52 863/47x5 Gbm

Diese Unterlage (Beschreibung und Schuteanspr.) ist dia mietet eingereichte; sie w»iH-,| von tter Wonfossung dar ursprünglich eingereichten Unterlagen ab. Die rechtliche Bedeutung der A:v.'i^! ■'·■'■> ι r*t .i ><j p».p_t(jft. Oi t urspi'.ngücii smcjweiohf^n IJnfyrlagen befinden sich in den Arntsaklen. Sie körmcri i ..« ι. - r r:.-₄!iw.i« iin---s rechriiohen Interessss- gabülirenfrel eingösehen werden. Auf Antrag werden hieryon ouof_; -..; R., !,.λ ,.«.,:ι: FiIi.ι-i--!Cio»i-A» zu ci-jn öhli^han Pteisin qulieferi, Deutsches Patentamt. Gej.-ouüiisirui,.,i;rstf)lif

Koppers Company, Ine. Monroeville, Pa., USA

Biegsame Kupplung zwischen einer treibenden und einer angetriebenen Welle

Me Erfindung bezieht sich allgemein auf nachgiebige bzw. biegsame Kupplungen zur Übertragung der Drehbewegung zwischen zwei im allgemeinen miteinander fluchtenden Wellen.

Es ist bereits früher versucht worden, biegsame Kupplungen aus nichtmetallischen!, elastischem Werkstoff, z.B. Gummi, herzustellen, und zwar in Hinblick auf die Torteile, die sich für solche Kupplungen ergaben. Sie erfordern beispfelsweise kein Schmieren; sie sind durchweg wirtschaftlieh in der Fertigung, und sie sind torsionselastisch. In den meisten Fällen ist die angeschlossene Vorrichtung der Belastung durch Stöße ausgesetzt. Die Art der Kupplung bestimmt. da& Ausmaß der Stoßübertragung von einer Welle auf die andere."Elastische Kupplungen

sind "besonders für solche Anwendungsgebiete geeignet, bei denen es erwünscht ist, nur ein Minimum der Stoßbelastung zu übertragen.

Kupplungen aus solchem Werkstoff "bewährten sieh ge doch nicht besonders wegen der Haehteile, die sieh aus dem Gebrauch des elastischen Werkstoffes ergaben. So weist z.B. natürlicher Gummi nur geringe Zugfestigkeit auf;, er neigt dazu, rissig zu werden und setzt so größere Seile seiner Oberfläche der Einwirkung von Ozon aus. Ein synthetischer Kattsehuk, wie z.B.ein synthetischer Kautschuk auf der Grundlage von Chloropren oder Butadien, ist der Einwirkung von Ozon nicht so sehr ausgesetzt. Solcher synthetischer Kautschuk weist dagegen mechanische Eigenschaften auf, die - soweit es sich um Kupplungen handelt, schlechter als diejenigen des natürlichen Gummis sind, vor allem in solchen Fällen, in denen die Kupplung einer Belastung aus Sorsionsbeanspruehung und/oder Belastung aus mangelnder axialer Übereinstimmung oder Winkelübereinstimmung der Wellen ausgesetzt ist. ."■ ■ ■

Die Erfindung schafft eine neue biegsame Kupplung, beider ein elastischer, zusammenpreßbarer Werkstoff verwendet wird, der jedoeh auf Zusammendrüekung vorbelastet ist.

Die Erfindung betrifft eine nachgiebige oder biegsame Kupplung zur Verbindung eines Paares im großen und ganzen koaxialer

Wellen mittels eines elastischen und zmsammenpreßbaren oder verformbaren Teils, der erst mit der einen -und dann mit der anderen Welle in versetzter Anordnung verbunden wird, wobei die Verbindungsstücke Glieder zur Verringerung des Eadius des elastischen Seils aufweisen, derart, daß dessen zwischen den benachbarten Verbindungsstücken liegender Bereich auf Zusammendrückung vorbelastet ist.

Die obengenannten und weitere Ziele und Merkmale einer Ausführungsform der Erfindung sind anhand der Zeichnungen nachstehend beispielsweise näher besehrieben, und zviex zeigt:

Pig. 1 die Kupplung in auseinandergezogener, schaubildlicher Darstellung;

. 2 eine sehaubildliche Ansieht eines Verbindungsstückes bzw. eines Ansatzes bei der Ausführung gemäß Pig. 1|

Pig. 3 eine Stirnansicht des verformbaren Teils bzw. Eingstüeks nach Pig. I;

Pig. 4 eine Einzelheit dejs Verbindungsstückes bzw. Ansatzes nach Pig. 2, und

. 5 eine Einzelheit eines aufgeteilten Verbindungsstückes "bzw. Ansatzes nach Pig. 2.

Mg. 1 zeigt ein Paar im großen und ganzen in einer Achsrichtung angeordneter land im wesentlichen aneinander anschließender Wellen 11 und 12, die auf Übertragung eines Drehmomentes mittels der erfindungsgemäßen, als Ganzes mit 14 bezeichneten Kupplung gekuppelt werden sollen. Wie dargestellt, ist auf der Welle 11 ein nabenförmiger Seil 17 und auf der Welle 12 iiabenförmiger Seil 18 angebracht, und die beiden labenteile werden mittels eines ringförmigen Stücks miteinander verbunden.

Die labenteile 17 bzw. 18 sind jeweils auf ihrer Welle 11 bzw. in geeigneter Weise befestigt, z.B. durch eine Keilverbindung 20 für Welle und labenteil. Die labenteile 17 bzw. IS weisen an ihrem Umfang keilförmige Ausnehmungen 23 auf. Diese Ausnehmungen sind bei der dargestellten Ausführungsform in gleichen Abständen'%.am.. Umfang der labenteile angeordnet. In der Mitte jeder der Ausnehmungen befindet sich eine Gewindebohrung25»

In die Ausnehmungen 23 passend sind Ansätze oder Verbindungsstücke 27 vorgesehen, die von dem Ringstück 21 vorragen. Diese Ansätze sind keilförmig ausgebildet und entsprechen der lOrm der Ausnehmungen 23. Die Ansätze 27 weisen ferner j© eine.V= _{r ;} Bohrmig auf,durch die eine Kopfsehraube 30 hindurch tmd jeweils bis in die Gewindeböhrung 25 der labenteile 17 bzw. 18 eingeführt

werden kann. Wenn gewünscht, kann diese Bohrung mit einer Gegenbohruiig 35 zur Aufnahme des Schraubenkopfes versehen sein.

Wie dargestellt, Mlden die Ansä-tze 27 und das Ringstüek 21 eine aus einem Stück bestehende Einheit, wobei die Ansätze in dem Ringstück befestigt sind. Dieseshat den Torteil, daß der ganze Teil aus einem Stück besteht, einfach und billig herzustellen und Tor allem leüit zu handhaben und einzubauen ist. ■;■■.

Die Ansätze 27 ragen wechselseitig von der einen bzw. der anderen Seite des Ringstücks 21 vor. Wie in der Zeichnung dargestellt, ragen je vier Ansätze in der einen Richtung von der einen und in der anderen Richtung von der anderen Seite des Ringstücks vor. Die Ansätze sind auf jeder Seite in einem Abstand von je 90° angeordnet, so daß der Abstand zwischen benachbarten Ansätzen je 45° beträgt.Die Ansätze dienen dazu, das Ringstüek 21 mit versetzten Ansätzen an die Wellen 11 bzw. 12 anzuschließen. Der radiale Abstand dieser Ansätze 27 von der Achse des Ringstücks ist 10 bis 20$ größer als der radiale Abstand der Ausnehmungen 23 von der Achse der Welle 11 bzw. 12. Bei der Einpassung der Ansätze 27 in die Ausnehmungen 23 der labenteile 17 bzw. 18 wird daher der Durchmesser des Ringstücks 21 ver-. _ ringert und somit .der Werkstoff des Ringstüeks:;zusammengepreßte. Γ

-β-

Die Ansätze sind genügend lang, um sich innerhalb des Rings-tüeks über dessen axiale Abmessung 31 und außerhalb des Ringstücks über die axiale Abmessung 32 der Ausnehmungen des jeweiligen Habenteils zu erstrecken. Aus Gründen der Festigkeit sind die Ansätze aus Stahl gefertigt. Stahlansätze können ebenfalls gut mit dem Material Terbunden oder verklebt werden, aus dem das Ringstüek hergestellt ist.

Das Eingstück 21 besteht aus einer Reihe von jeweils geradlinig verlaufenden elastischen und zusammendrückbaren säulenartigen Seilen, deren Längsachsen 40 jeweils in Längsrichtung der Kanten eines gleichseitigen Yieleeks verlaufen. Die Ansätze liegen jeweils im Schnittpunkt der Achsen zweier benachbarter säulienartiger Zwischenstücke, z.B 4er Zwischenstücke 4OR und 4OL und erstrecken sich quer zur Längsachse dieser Zwischenstücke» Aus praktischen Gründen liegt jedoch die Mitte der Ansätze nicht auf der durch die Schnittpunkte der Achsen der benachbarten säulenartigen Zwischenstücke besbimmten Achse, weil die benachbarten Ecken des Yieleeks abgerundet sind, um deren Spannungsbeanspruehung zu verringern. Demgemäß zeigt Pig, 4, daß die Mitte jedes Ansatzes auf dem Radius seiner radialen Abmessung liegt, die durch den Schnittpunkt der Mittelachsen der benachbarten säulenartigen Zwischenstücke hindurchgeht.

Die Ansätze 27 sind innerhalb der-länglichen säulenartigen 1 Zwischenstücke befestigt und haben etwa die gleiche Breite

wie die Quersehnittsflache der Zwischenstücke. Vorzugsweise ist der Ansatz vollständig in das elastische Material der Zwischenstücke eingebettet, um eine festverbindung des Ansatzes im Ringstüek zu gewährleisten. Die Seitenflächen 423? und 42B der Ansätze sind nach innen gegeneinander geneigt, wie durch die strichpunktierten Linien 42S¹ und 42B in !ig. 3 dargestellt ist. Da das Ringstüek 21 während des Betriebes tordiert wird, M3&n die Seitenflächen 421 und 42B benachbarter Ansätze mit den dazwischenliegenden Zwischenstücken des Ringstüeks einen in etwa rechteckigen Querschnitt der Zwischenstücke.

Das Ringstück 21 ist aus einem elastischen Werkstoff hergestellt, vorzugweise aus Gummi, der unter Druckkraft verformbar ist. Bin Kunststoff, z.B. Jj&lvurethan, kann gewünsehtenfalls auch :&enutzt werden. Selbverständlieh wird die Art des elastischen, zusammenpreßbaren Werkstoffs je nach den Erfordernissen während r seiner Beanspruchung variieren. Vorzugsweise besitzt der zur Herstellung des Ringstüeks benutzte G-ummi eine Durometer-Prüf-härte A von 55-65 Shore. Wenn der Werkstoff zu weich ist, wird er zu stark verformt, ist er zu hart, so werden unerwünschte lagerbelastungen auf die Wellen ausgeübt.

Bei der' Ausführungsform der Er findung, wie sie insbesondere "" ^l in Fig. 5 dargestelltist, ist einer der Ansätze 27 entlang '._

einer Radialebene aufgeteilt, die durch die Mitte des Ansatzes hindurchgeht. Dies ermöglicht, den Ring aufzuspreizen, so daß er um Wellen herum angebracht werden kann, die sehr dicht aufeinanderfolgend miteinander gekuppelt werden. Selbst wenn die Wellen nicht dicht miteinander gekuppelt sind, war es bisher auf Grund der Beschaffenheit der verwendeten Kupplung notwendig, die Wellen auseinander zu ziehen, um ejismRing an den Kupplungsnaben anbringen zu können.,Die erfindungsgemäß^ aufgeteilte Kupplung überwindet diese früheren Schwierigkeiten, da der Ring auf gespreizt werden kann, um auf eine Welle oder Kupplung aufgesetzt oder von ihr entfernt zu werden. Dieses Merkmal der Aufteilung des Rings ermöglicht die Verwendung der Kupplung unter Bedingungen, bei denen es bisher notwendig war, die eine Welle von der anderen wegzuziehen, um die Kupplung einzubauen.

Während des Betriebs sind die labenteile 17 bzw. 18 auf den Wellen 11 bzw. 12angeordnet und an diesen in üblicher Weise befestigt, z.B. durch Keile und Muten. Die Wellen 11 und 12 werden dann in eine axial aneinander anstoßende lage gebracht, und zwar mit dem gewünschten Ausmaß an Axialspiel zwischen den Wellen. Dann wird der Ring am Spalt 50 auseinandergespreizt und in diesem Zustand um die Wellen 11 und 12 herumgelegt, so daß die Ansätze 27 sieh in die Ausnehmungen 23 der labenteile ,einlegen.^ Die Köpf schrauben- ~ -■_ 30 werden festgezogen, um die Ansätze²in den labenteilen fest- - -

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zuhalten. Der Ringdurelunesser ist vor dem Zusammenpressen zunächst IO Ms 20$ größer als im zusammengepreßten Zustand, wenn die Ansätze an den Nabenteilen Gefestigt sind. Somit wird der Durehmesser des Umfangskreises des den Ring /bildenden Vielecksverringert, wenn die Ansätze sieh radial nach innen "bewegen und in die Ausnehmungen der "Habenteile eingreifen. Das bedeutet, daß der Werkstoff zwischen den Ansätzen zusammengepreßt und dadurch unter Druck vorgespannt wird. .

Vorstehend wurcfe eine neue Kupplung beschrieben, die für Zwecke des Auswechselns oder Ausbesserns leicht abnehmbar ist und leicht an Ort und Stelle in die richtige Arbeitslage gebracht werden kann. Der elastische Werkstoff, der den Eing dieser Kupplung bildet, ist in Arbeitsstellung ssusammengepsöSt, jedoch nicht, solange die Kupplung noch·; nicht in die Arbeitsstellung gelangt ist. Somit wird bei der Lagerhaltung und Aufstapelung keine Druekverformung auf die Kupplung ausgeübt. Die Kupplung ist Vorzugsweise nidt in sich geschlossen, so daß sie leicht am Verwendungsort eingebaut werden kann. Die Kupplung ist biegsam und elastisch.

Die oben beschriebene Kupplung ist ein Vieleck achteckiger Form. Je nach Wunsch können auch andere Vieleckformen verwendet werden. " - ^T " ' ""=-■ \ ~

Claims

14.2.68 K 52 863/47C Gbm

PW/H Koppers Company, Inc.

Case Mi466 ;

"-S- ό Il u t ζ a η s ρ r ti- ο η e

1. Biegsame, vorzugsweise elastische Kupplung zur Verbindung einer Antriebswelle mit einer Abtriebswelle, auf denen je ein Anschlußteil angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen diesen nabenartig ausgebildeten Anschlußteilen (17 und 18) ein ringförmiger, ein Polygon bildender, aus säulenartigen zusammenpreßbaren Teilen zusammengesetzter Kupplungsteil (21) in einem Stück eine Einheit mit Ansätzen (27) bildet, die von seinen Stirnflächen zu den nabenartigen Ansehlußteilen hin vorstehen, an diesen mittels Befestigungsmitteln (30) radial zur Drehachse der Wellen (11, 12) hin festziehbar sind und dabei an diesen Anschlußteilen derart angreifen, daß sie den ladius des ringförmigen Kupplungsteils (21) verringern und diesen auf Zusammenpressung vorbelasten.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige, zusammenpreßbare Kupplungsteil (21) vorwiegend aus elastisch zusammenpreßbarem Werkstoff besteht.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ansätze (27) des ringförmigen Kupplungsteils (21) j aus starrem Werkstoff gebildet sind und in entsprechende Ausnehmungen (23) der na,benartigen Seile (17 und 18) einrasten.

4« Kupplung nach einem der ,Ansprüche 1 TdIs 3_s dadurch gekennzeichnet, daß die insätze (27) auf der einen Seite des ringförmigen Kupplungsteils (21) versetzt zu den Ansätzen (27) auf der anderen Seite des ringförmigen Kupplungsteils angeordnet sind.

ο Kupplung nach einem der «Ansprüche 1 bis 4? dadurch gekennzeichnet, daß die insätze (27) des ringförmigen Kupplungsteils (21) in gleichen Winkelabständen symmetrisch zueinander über die Stirnflächen des ringförmigen Seiles verteilt angeordnet sind.

6. Kupplung nach einem der insprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die insätze (27) in Achsrichtung in den ringförmigen Kupplungsteil (21), vorzugsweise über dessen ganze Dicke, hineinragen und im Werkstoff des ringförmigen Kupplungsteils fest eingebettet sind.

7. Kupplung nach inspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den ringförmigen Kupplungsteil (21) hineinragenden Enden der insätze (27) mit dem Werkstoff des ringförmigen Kupplungsteils verklebt oder an diesen anvulkanisiert sind.

8. Kupplung nach einem der insprüehe 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kupplungsteil (21) als polygonaler Körper mit flachen Stirnflächen aus säulenartigen oder prismatischen !eilen aus zusammenpreßbarem und Vorzugs-

weise elastischem Werkstoff zusammengesetzt ist, die die Seiten des Polygons bilden und deren Iiängsaehsen (40) sich an den Ansatzstellen der Ansätze (27) sehneiden.

9β Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die säulenartigen bzw. prismatischen !Teile im Querschnitt ein gleichzeitiges Tieleek bilden.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9_S dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der Ansätze (27) von der Achse der Kupplung vor dem Festziehen der Ansätze (27) an den nabenartigen insehlußteilen (17, 18) etwa 10 bis 20 fo größer ist als der radiale Abstand ihrer Amlagefläehe (bei 25) an den nabenartigen Anschlußteilen im festgezogenen Zustand.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kupplungsteil (21) radial auf-.

f gespalten und so weiter" auf spreizbar ist, daß er durch Aufspreizen um dicht auf einander folgende Wellen herum angebracht werden kann,

12. Kupplung na,eh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Aufteilung des ringförmigen Kupplungsteils (21) dureh einen der Ansätze (27) hindurchgeht, der in axialer Richtung zweiteilig ausgebildet ist.

Der Patentanwalt