DE2008770A1

DE2008770A1 - Kupplungs vorri chtung

Info

Publication number: DE2008770A1
Application number: DE19702008770
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Kikuchi, Takefusa, Tokio
Priority date: 1969-05-29
Filing date: 1970-02-25
Publication date: 1970-12-03
Also published as: DE7006861U; FR2043754A1; US3625024A; CH529944A; GB1268891A

Description

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Takefusa Kikuchi, Tokyo/Japan

Kupplungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes von einer Antriebswelle unmittelbar auf eine angetriebene Welle.

Die bisher bekannten Kupplungsvorrichtungen enthalten zwei mit ihren Stirnflächen aneinandergesetzte Plansche, die an den Enden der Antriebswelle und der angetriebenen Welle vorgesehen und durch Schraubbolzen oder dergleichen miteinander verbunden sind.

Eine solche einfache Kupplungsvorrichtung bereitet im Betrieb erhebliche Schwierigkeiten, wenn die Antriebswelle und die angetriebene Welle nicht genau aufeinander ausgerichtet öind. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten sind verschiedene KupplungsVorrichtungen mit elastischen Elementen entwickelt"worden. Bei diesen bekannten Ausführungen sind jedoch zwischen den beiden Wellen Widerstandskräfte wirksam, die in dem verformten elastischen Material durch die fehlende Ausrichtung der beiden Wellen, durch üngenauigkeiten der Bearbeitung oder durch andere Einflüsse erzeugt werden; dicae elastischen Widerstandskräfte sind die Ursache von Vibrationen und anderen Störungen.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung so auszubilden, daß unter Vermeidung der Mängel der bekannten Ausführungen auf einfache V/eise eine Drehmomentübertragung von der Antriebswelle auf die angetriebene Welle auch bei fehlender gegenseitiger Ausrichtung der beiden Wellen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß beide Flansche je zwei symmetrisch zur Achse angebrachte Zapfen aufweisen, ferner je ein V-förmiges Verbindungsgestänge mit je zwei am Scheitel des V schwenkbeweglich miteinander verbundenen Verbindungsstangen, wobei das eine Ende jedes Verbindungsgestänges mit dem Zapfen am Antriebsflansch und das andere Ende dieses Verbindungsgestänges mit dem Zapfen am angetriebenen Flansch schwenkbeweglich verbunden ist und wobei weiterhin eine Querstange die beiden Verbindungsgestänge im Bereich ihrer Scheitel verbindet.

Die beiden V-förmigen Verbindungsgestänge können dabei aus je zwei über Gelenkbolzen miteinander verbundenen Stangen bestehen. Stattdessen ist es jedoch erfindungsgemäß auch möglich, die Verbindungsgestänge sowie die QUerverbindungsstange einstückig miteinander auszubilden, und zwar aus einem elastischen Material, wobei die elastischen Arme'etwa notwendige Schwenkbewegungen der Verbindungsglieder durch eine elastische Verformung (Biegung) ermöglichen. .

Diese und weitere Einzelheiten dop Erfindung gehen aus, der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veran- , schaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen,

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindtungs- gemäßen Kupplungsvorrichtung im auseinandergezogenen Zustand; '

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V. ViAt-*. -..-> _i,i

Fig. 2 ein Vektordiagramm der in der Kupplungsvorrichtung wirksamen Kräfte:

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Kupplungsvorrichtung:

Fig. ή die wesentlichen Elemente eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung veranschaulicht, bei der eine Antriebswelle 1 an ihrem Ende mit einem Antriebsflansch 2 versehen ist. Eine angetriebene Welle 5 besitzt einen angetriebenen Flansch 15, der dem Flansch 2 gegenüber angeordnet ist. Der Flansch 2 weist zwei symmetrisch zur Achse 0-0 angeordnete Zapfen 3 und H auf. Der angetriebene Flansch 5 besitzt gleichfalls zwei symmetrisch zur Achse 0-0 vorgesehene Zapfen 6 und J. Zwei Verbindungsstangen 8 und 9 sind an ihrem einen Ende zu einem winkelmäßig einstellbaren, V-förmigen Gestänge verbunden, und an den anderen Enden mit den Zapfen 3 bzw. 6 verbunden. In gleicher Weise ist ein weiteres Paar von Stangen 11, 12 zu einem gleichfalls winkelmäßig einstellbaren V-förmigen Gestänge durch einen Zapfen 13 verbunden, wobei die anderen Enden dieser Stangen 11 und 12 an den Zapfen H bzw» 7 angelenkt sind. Die beiden genannt ten Ve-förmieen Gestänge, deren konkave V-Seiten einander zugewandt sind« stehen miteinander über eine Stange 1*J in Ver- die an den Stiften 10 bzw. 13 im Scheitelpunkt der Gestänge angreift.

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Solange die einander gegenüberliegenden Stangen 3 und ebenso wie die einander gegenüberliegenden Stangen 9 und 12 parallel zueinander liegen, können die Winkelgeschwindigkeiten der Antriebswelle 1 und der angetriebenen Welle 5 konstant sein, selbst wenn die Wellen exzentrisch zueinander liegen. In diesem Falle können die Schwenkwinkel der Verbindungsstangen auf einem Minimum gehalten werden, wenn der Winkel Θ.. zwischen den Verbindungsstangen 8 und 9 und der Winkel θρ zwischen den Verbindungsstangen 11 und 12 jeweils 90° ist.

Fig. 2 zeigt ein Vektordiagramm der in der Kupplungsvorrichtung wirkenden Kräfte, derr?n Verbindungsstangen B, 9 und 11, 12, die die V-förmigen Verbindungsgestänge bilden, symmetrisch zur Querstange 1Ί angeordnet sind, wobei die einander gegenüberliegenden Verbindungsstangen 8 und 11 ebenso wie die Verbindungsstangen 9 und 12 parallel zueinander liegen. Bezeichnet man mit R. die Vektorsumme der Kraft f^, die auf den Antriebszapfen 3 wirkt und der Kraft f* , die auf den angetriebenen Zapfen 6 wirkt, bezeichnet man ferner mit Rp die Vektorsumme der auf den Antriebszapfen k wirkenden Kraft fp und der auf den angetriebenen Zapfen 7 wirkenden Kraft f₂, so gilt R₁ = R₂ und demgemäß f^ = f₂·

Die auf den Antriebszapfen 3 wirkende Kraft f.. und die auf den Antriebszapfen 4 wirkende Kraft f₂ sind somit gleich und liegen parallel zueinander mit entgegengesetztem Vorzeichen. Es wirkt daher auf die Antriebswelle nur ein reines Drehmoment. Ebenso ist auch die auf den angetriebenen Zapfen 6 wirkende Kraft f* und die auf den angetriebenen Zapfen 7 wirkende Kraft fp einander gleich; beide Kräfte liegen parallel zueinander mit entgegengesetztem Vorzeichen. Es wirkt somit auf die angetriebene Welle nur ein reines Drehmoment. Ein mit der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung versehenes Antriebssystem kann somit in sehr ruhigem Lauf gehalten werden.

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Pig. 3 ist eine schematische Darstellung zur ■Veranschaulichung der Wirkungsweise der Kupplungsvorrichtung, . wenn die Antriebswelle und die angetriebene Welle gegeneinander versetzt sind, wobei die Versetzung zwischen beiden Wellen klein im Verhältnis zur Länge der Verbindungsstange ist.

In der Zeichnung veranschaulichen die voll ausgezogenen Linien die Lage der V-förmigen Verbindungsgestänge und der Querstange l'l bei genauer gegenseitiger Ausrichtung der Achsen der Antriebswelle 1 und der angetriebenen Welle 5; hierbei bedeutet O das Zentrum dieser Achsen. Da die Verbindungsstangen 8 und 11 am Scheitelpunkt des betreffenden V-fÖrmigen Gestänges schwenkbeweglich mit dem Zapfen bzw. 13 verbunden sind und die Antriebszapfen 3 und i\ über den Antriebsflansch 2 miteinander in Verbindung stehen, kann sich die Achse 0 der Antriebswelle mit den Antriebszapfen 3 und 4 ohne Drehung in eine Lage (beispielsweise den Punkt 0 ) in Richtung der Linie X-X' verschieben, die senkrecht zu den Verbindungsstangen 8 und 11 liegt und durch den Punkt O verläuft. Da ferner die Verbindungsstangen 9 und mit den Stiften 10 und 13 gelenkig verbunden sind und die angetriebenen Zapfen 6 und 7 fest mit dem angetriebenen Plansch 5 in Verbindung stehen, kann sich die Achse des angetriebenen Flansches 15 mit den Zapfen 6 und 7 ohne Drehung in eine Lage (beispielsweise zum Punkt 0 ) in Richtung der Linie Y-Y' verschieben, die senkrecht zu den Stangen 9 und 12 verläuft und durch den Punkt 0 hindurchgeht. Es ist somit Vorsorge für eine gegenseitige Verlagerung beider Wellen in jeder Pachtung und eine stoßfreie Drehmomentsübertragung trotz einer solchen Verlagerung getroffen.

Fig. k zeigt ein weiteres Auaftihrungsbeispiel, bei dem Stangen 28 und 29 schwenkbeweglich mit- dem oberen Ende einer

Π Γ ' * I 1 2 3 5

Querstange 2¹I über Zapfen 20 bzw. 25 verbunden sind, während Stangen 21, 22 über Zapfen 23 bzw. 26 mit dem unteren Ende dieser Querstange 2k schwenkbeweglich in Verbindung stehen.

Bei dem in Fig. 5 veranschaulichten weiteren Ausführungsbeispiel ist eine einstückige Anordnung mit elastischem Material gewählt, bestehend aus den paarweise angeordneten Armen 38, 39 und 31, 32 sowie einer Querstange 3'I; diese Elemente entsprechen den Stangen 8, 9, 11, 12 und 14 des Ausführungsbeispieles der Fig. 1. Es entfallen somit bei dieser Anordnung Zapfen und Gelenkverbindungen; die elastischen Arme 38, 39 und 31, 32 sind jedoch in Biegerichtung flexibel, wie in Fig. 5 gestrichelt angedeutet. Bei dieser Ausführung sind buchsenartige Ansätze 33, 35 für die Zapfen 3 und k sowie buchsenartige Ansätze 36 und 37 für die Zapfen 6 und 7 vorgesehen. Mit 1*0, ¹Jl sind die Scheitel der doppeIt-V-förmigen Anordnung bezeichnet. Die wirksamen Kräfte sowie die gesamte Wirkungsweise dieser Ausführung entsprechen den Anordnungen gemäß den Fig. 2 und 3.

Die buchsenartigen Aufnahmen 33 und 35 werden über Bolzen oder dergleichen mit dem Flansch 2 verbunden;entsprechend werden die Ansätze 36 und 37 über Bolzen mit dem Flansch 15 verbunden.

Es sei ferner bemerkt, daß die ganze erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung einschließlich 'lec Flansche einstückig ausgebildet werden kann, also der Antriebsflansch, der angetriebene Flansch und das Kupplungsgesti'nge einschließlich der V-fttrmigen Arme und der Querverbi.v.iungsstange.

0 0 Ö >U 9 / 1 2 3 5

Claims

Patentansprüche

upplungsvorrachtung mit einem Antriebsflansch und einem
angetriebenen Flansch, dadurch gekennzeichnet , daß beide Flansche je zwei symmetrisch
zur Achse angebrachte Zapfen aufweisen, ferner je ein
V-förmiges Verbindungsgestänge mit je zwei am Scheitel
des V schwenkbeweglich miteinander verbundenen Verbindungsstangen, wobei das eine Ende jedes Verbindungsgestänges
mit dem Zapfen am Antriebsflansch und das andere Ende dieses Verbindungsgestänges mit dem Zapfen am angetriebenen
Flansch schwenkbeweglich verbunden ist und wobei weiterhin eine. Querstange die beiden Verbindungsgestänge im Bereich
ihrer Scheitel verbindet.
2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichr net, daß die V-förmigen Verbindungsgestänge so angeordnet
sind, daß die konkaven Seiten des V einander zugewandt
sind.

3· Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes V-Förmige Verbindungsgestänge aus zwei Verbindungsstangen besteht, die in ihrer Normallage senkrecht zueinander angeordnet sind.

H. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden V-förmigen Verbindungsgestänge und die Querverbindungsstange einstückig miteinander ausgebildet
sind.

3- Kupplungsvorrxchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsflansch, der angetriebene Flansch und das VerbSndungsgestänge einschließlich der Arme und der Querverbindungs stange einstückig ausgebildet sind.

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