DE19840987A1 - Lamelle für Wellenkupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lamelle für Wellenkupplungen, insbesondere Ganzstahl-Wellenkupplungen, die zur Erhöhung der Winkelverlagerung auf mindestens 3 DEG bei gleichzeitiger hoher Drehfedersteifigkeit und Dauerfestigkeit gekennzeichnet ist durch eine symmetrische Sternform der Lamelle (11, 12) (Bild 2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lamelle für drehsteife, biegeelastische Wellen­ kupplungen, insbesondere Ganzstahl-Wellenkupplungen. Es sind verschie­ dene Formen von Lamellen bekannt, so Ringscheiben und Laschen, auch in Form von Paketen. Solche Kupplungen haben die Vorteile der Spielfreiheit und Wartungsfreiheit und vertragen als Ganzstahlkupplungen hohe Tempe­ raturen. Die primäre Aufgabe jedoch ist der Ausgleich von Wellenversätzen. Hierbei müssen 3 verschiedene Verlagerungsarten unterschieden werden:

• a) Axialverlagerung - wird i.d.R. zur Kompensation unterschiedlicher Wärmedehnungen benötigt und äußert sich in der Kupplung als statische bzw. quasistatische Belastung.
• b) Winkelverlagerung - ist ein montagebedingter Wellenversatz, der mit einer eingelenkigen Ausführung einer Ringscheibenkupplung ausgleichbar ist.
• c) Lateralverlagerung (Parallelverlagerung) - ist ein montagebedingter Wellenversatz, der i.d.R. nur durch eine 2-gelenkige Ausführung einer Ringscheibenkupplung ausgleichbar ist. Die Lateralverlagerung äußert sich in jeder Ausgleichsebene der Kupplung als Winkelverlagerung. Auszugleichende Winkelverlagerungen rufen in den Lamellen der Ringscheibenpakete eine wechselnde Belastungskomponente mit sehr hohem Belastungsniveau hervor.

Handelsübliche Ringscheibenkupplungen sind lediglich für Winkelversätze von 0,5° bis 1,0° ausgelegt. Bei vielen betriebsbedingten Wellenversätzen treten sehr oft Werte auf, die wesentlich über den üblichen Werten liegen. Werden konventionelle Kupplungen mit solchen Werten beaufschlagt, können diese Kupplungen lediglich im zeitfesten Bereich betrieben werden, d. h. daß es nach absehbarer Zeit (abhängig von Drehzahl und Größenordnung der Überlastung) zum Bruch der Lamellen kommt.

In der WO 90/08268 wird eine Kupplung mit Lamellen von Ringform ge­ zeigt, aus der durch Schlitze freie Lappen herausgeschnitten sind. Eine andere Form ist die eines Dreibeines. Diese Lamellenformen erlauben zwar eine Winkelversetzung bis 3°, nachteiligt ist aber dabei, daß durch das Lamellen­ material mit geringer Temperaturbeständigkeit und durch die gewählte Geo­ metrie, die eine geringe Drehfedersteifigkeit bedingt, Schwierigkeiten im Betrieb auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenform zu schaffen, die bei möglichst hoher Drehfedersteifigkeit eine Winkelverlagerung von mindestens 3° dauerfest ausgleichen kann. Des weiteren soll durch die Ausführung in Stahl ein großer Temperatureinsatzbereich geschaffen werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend werden an Hand der Zeichnungen eine Ausführungsgrundform und spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Bild 1 eine Kupplung, in der die Erfindung mit Vorteil zu verwenden ist,

Bild 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung und

Bild 3 eine zweite Ausführungsform derselben.

Die Kupplung nach Bild 1 ist zunächst von herkömmlicher Bauart. Sie ver­ bindet die Naben 1 und 9 zum Zwecke der Drehmomentübertragung. Dazu weisen die Naben 1 und 9 Flansche 1a und 9a auf, in denen Schraubenlöcher zum Durchführen von Schrauben 2 mit Muttern 3 eingebracht sind, um die Teile der Kupplung miteinander zu verspannen. Zwischen die Flansche 1a, 9a ist eine Büchse 8 mit Flanschen 8a eingesetzt. Der Flansch 1a hat Ausneh­ mungen 1b um jede zweite Schraube 2 herum, die sich mit ebensolchen Aus­ nehmungen in dem Flansch 8a abwechseln. Ebensolche Ausnehmungen be­ sitzt der Flansch 9a. Zwischen die Flansche 1a, 8a bzw. 9a, 8a sind Büchsen 5, 6 und Scheiben 4 auf die Schrauben 2 aufgesetzt, die zwischen sich Pakete 10 von Lamellen einklemmen. Es ist aber auch möglich, nur eine einzige La­ melle zu verwenden.

Den neuartigen Ausführungsformen von Bild 2 und 3 ist gemeinsam, daß die Lamellen 11, 12 eine symmetrische Sternform mit mindestens 4, vor­ zugsweise 6 radial gerichteten gleich langen Strahlen von dreieckiger Grund­ form haben, die an den äußeren Spitzen und an den inneren Ecken ausge­ rundet sind.

Nach Bild 2 hat die Lamelle 11 radial gerichtete Strahlen 11a, in denen im Bereich der Spitze die Schraubenlöcher 11b angebracht sind. Im Inneren besitzt die Lamelle 11 eine Ausnehmung 11e in Sternform, die passend zur Außenkontur der Lamelle 11 gelegt ist. Die Lage und Länge der Verbin­ dungslinie V zwischen zwei Schraubenlöchern 11b und damit den Ein­ spannpunkten bestimmt den Grad der zulässigen Winkelversetzung. Je länger die Verbindungslinie, desto höher ist die erreichbare Winkelverlagerung. Bei der in Bild 2 ausgeführten Form kann dies durch eine stärkere Ausbuchtung erreicht werden. Die Lage der Verbindungslinie kann prinzi­ piell jedoch auch umgekehrt werden, so daß diese nicht nach innen sondern nach außen zeigt.

Die Lamelle nach Bild 3 kann, um einer erhöhten Spannung und einem Abfall der Drehfedersteifigkeit zu begegnen, eine konzentrische kreisförmige Aus­ nehmung 12c besitzen, dazu etwa dreieckförmige Ausnehmungen 12d, die in den Strahlen 12a angeordnet sind. Dadurch entsteht ein ununterbrochener Ring 12e von Werkstoff, der eine Stützwirkung bei der Drehmoment-Über­ tragung erzeugt. Dadurch verringern sich die Spannungen und die Dreh­ federsteifigkeit steigt an.

Die vorteilhaften Wirkungen der erfindungsgemäßen Lamellenform können noch ergänzt werden durch einen geeigneten Werkstoff, z. B. Stahl, der hohe Dauerfestigkeit bei geringer Kerbempfindlichkeit und hoher Beständigkeit gegen Reibkorrosion hat, und durch eine geeignete Oberflächenbehandlung der Lamellen in Bereichen hoher belastungsabhängiger Zugspannungen, z. B. durch Strahlbehandlung, Rollen, Riffeln, oder Prägen, etwa gemäß der DE- Patent-Anmeldung 197 09 951 und der dazu prioritätsbegründenden DE-GM 296 04 609 der Anmelderin.

Claims (8)

1. Lamelle für Wellenkupplungen, insbesondere Ganzstahl-Lamellen- Kupplungen, gekennzeichnet durch eine symmetrische Sternform der Lamelle (11, 12).

2. Lamelle nach Anspruch 1 mit Schraubenlöchern zum Anschrauben an Flansche der Kupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle die Schraubenlöcher (11b, 12b) in den Strahlen (11a, 12a) des Sternes aufweist.

3. Lamelle nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine innere Ausnehmung (11c, 12c, 12d).

4. Lamelle nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Sternform der Ausnehmung (11c) entsprechend der Außenkontur der Lamelle (11).

5. Lamelle nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine konzentrische kreisförmige Ausnehmung (12c).

6. Lamelle nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch etwa dreieckige Ausnehmungen (12d) im Bereich der Strahlen (12a) der Sternform.

7. Lamelle nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen ununter­ brochenen Ring (12e) von Werkstoff zwischen den Ausnehmungen (12c, 12d).

8. Lamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Stahl als Werkstoff.