DE202010003090U1

DE202010003090U1 - Elastic shaft coupling

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Publication number: DE202010003090U1
Application number: DE201020003090
Authority: DE
Original assignee: Hackforth GmbH and Co KG
Current assignee: Hackforth GmbH and Co KG
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2020-03-03

Abstract

Elastische Wellenkupplung mit einem äußeren Ringkörper (3), der zum Zwecke der radialen Schubübertragung über wenigstens ein aus Elastomermaterial bestehendes Torsionselement (4) mit einer inneren Nabe (5) verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Zwischenwelle (6), welche die innere Nabe (5) mit einem eine axiale und/oder winkelige Verlagerung ausgleichenden, torsionssteifen Verlagerungselement (7) verbindet.Elastic shaft coupling with an outer annular body (3) which is connected to an inner hub (5) via at least one elastomeric torsion element (4) for the purpose of radial shear transmission, characterized by an intermediate shaft (6) connecting the inner hub (5) ) with a an axial and / or angular displacement compensating, torsionally rigid displacement element (7) connects.

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung mit einem äußeren Ringkörper, der zum Zwecke der radialen Schubübertragung über wenigstens ein aus Elastomermaterial bestehendes Torsionselement mit einer inneren Nabe verbunden ist.The The invention relates to an elastic shaft coupling with an outer Ring body, for the purpose of radial shear transmission over at least one torsion element made of elastomeric material connected to an inner hub.

Elastische Wellenkupplungen werden insbesondere bei Schiffsantrieben eingesetzt, wobei üblicherweise das Getriebe des Schiffs fest am Schiff gelagert ist, währenddessen der Schiffsantrieb, d. h. der Schiffsdiesel, elastisch gelagert ist. Der durch Massenkräfte, Vibrationen und Rumpfverformungen auftretende Versatz des Motors wird durch die Verwendung von elastischen Wellenkupplungen kompensiert, wodurch zum einen eine Körperschalldämpfung bewirkt wird und zum anderen in dem Antriebsstrang auftretende Drehschwingungen gedämpft werden.elastic Shaft couplings are used in particular for ship propulsion, usually the gearbox of the ship is fixed to the ship while the ship's propulsion, d. H. the ship's diesel, is elastically mounted. The by mass forces, vibrations and hull deformations occurring offset of the engine is through compensated for the use of elastic shaft couplings, thereby on the one hand, a structure-borne sound damping is effected and secondly torsional vibrations occurring in the drive train be steamed.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene elastische Wellenkupplungen bekannt.Out The prior art has various elastic shaft couplings known.

Beispielsweise offenbart die DE 199 55 051 A1 eine elastische Wellenkupplung mit mindestens einem Torsionselement, welches als Übertragungselement einen Elastomerkörper aufweist.For example, the DE 199 55 051 A1 an elastic shaft coupling with at least one torsion element, which has an elastomer body as the transmission element.

Eine weitere elastische Wellenkupplung ist aus der WO 2007/115783 A1 bekannt, welche eine elastische Wellenkupplung beschreibt, welche sowohl in der Lage ist, Drehschwingungen in Antriebssträngen zu dämpfen, als auch axiale und radiale Verlagerungen der Antriebsstränge zu kompensieren.Another elastic shaft coupling is from the WO 2007/115783 A1 known which describes an elastic shaft coupling, which is both able to damp torsional vibrations in drive trains, and to compensate for axial and radial displacements of the drive trains.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elastische Wellenkupplung für größere Abstände zwischen Motor- und Getriebe, die eine Zwischenwelle erforderlich machen, zu schaffen. Die Wellenkupplung soll kostengünstig herstellbar und in der Lage sein, sowohl Drehschwingungen zu reduzieren als auch axiale und/oder winkelige Verlagerungen im Antriebsstrang auszugleichen.From that Based on the object of the invention, an improved elastic shaft coupling for larger ones Distances between engine and transmission, which is an intermediate shaft make necessary to create. The shaft coupling should be inexpensive be produced and be able to reduce both torsional vibrations as well as axial and / or angular displacements in the drive train to compensate.

Diese Aufgabe löst die Erfindung ausgehend von einer (dreh-)elastischen Wellenkupplung der eingangs angegebenen Art durch eine Zwischenwelle, welche die innere Nabe mit einem eine axiale und/oder winkelige Verlagerung ausgleichenden, torsionssteifen Verlagerungselement verbindet.These Task solves the invention starting from a (torsionally) elastic Shaft coupling of the type specified by an intermediate shaft, which the inner hub with an axial and / or angular displacement balancing, torsionally rigid displacement element connects.

Die Einheit aus äußerem Ringkörper, Torsionselement und innerer Nabe bildet bereits für sich genommen eine elastische Wellenkupplung zur Drehmomentübertragung von dem äußeren Ringkörper, über das elastische Torsionselement auf die innere Nabe (oder umgekehrt). Dabei erfolgt eine radiale Schubübertragung über das Torsionselement. Gemäß der Erfindung wird die Anordnung aus äußerem Ringkörper, Torsionselement und innerer Nabe ergänzt um die Zwischenwelle, die einerseits mit der inneren Nabe und andererseits mit dem Verlagerungselement verbunden ist. Das von der Einheit aus äußerem Ringkörper, Torsionselement und innerer Nabe räumlich getrennte Verlagerungselement bewirkt in Kombination mit der Zwischenwelle den gewünschten Ausgleich von axialen und/oder winkeligen Verlagerungen. Die erfindungsgemäße Konstruktion ist einfach und damit kostengünstig realisierbar.The Outer ring body unit, torsion element and inner hub already forms one by itself elastic shaft coupling for torque transmission of the outer ring body, over the elastic torsion element on the inner hub (or vice versa). In this case, a radial shear transfer via the torsion element. According to the invention the arrangement of outer ring body, Torsion element and inner hub added to the intermediate shaft, on the one hand with the inner hub and on the other hand with the displacement element connected is. That of the unity of external Ring body, torsion element and inner hub spatially separate displacement element causes in combination with the intermediate shaft the desired compensation of axial and / or angular Relocations. The construction according to the invention is easy and therefore inexpensive to implement.

Eine wesentliche Erkenntnis der Erfindung ist, dass auch das für die radiale Schubübertragung ausgelegte Torsionselement ohne weitere Maßnahmen in der Lage ist, eine winkelige und oder axiale Verlagerung der inneren Nabe relativ zu dem äußeren Ringkörper in ausreichendem Maße auszugleichen. Damit kann die gesamte erfindungsgemäße elastische Wellenkupplung einen doppelt kardanischen radialen, winkeligen und axialen Versatz zwischen An- und Abtrieb in effizienter Weise ausgleichen.A Essential insight of the invention is that even for the radial shear transmission designed torsion element without further action is capable of an angular and or axial displacement of the inner hub relative to the outer Sufficiently balance the ring body. Thus, the entire inventive elastic Shaft coupling a double gimbal radial, angular and compensate axial misalignment between input and output in an efficient way.

Weil die Anordnung aus innerer Nabe, Torsionselement und äußerem Ringkörper bereits ausreichend winkelige und axiale Verlagerungsfähigkeit besitzt, kann insbesondere die Zwischenwelle starr mit der inneren Nabe, d. h. ohne zusätzliches dazwischen angeordnetes Verlagerungselement, verbunden sein. Auf eine radiale Abstützung innerhalb der Anordnung aus innerer Nabe, Torsionselement und äußerem Ringkörper sollte verzichtet werden, damit das erfindungsgemäße Funktionsprinzip zum Tragen kommen kann.Because the arrangement of inner hub, torsion element and outer Ring body already sufficiently angular and axial displacement capability has, in particular, the intermediate shaft rigid with the inner Hub, d. H. without additional interposed displacement element, be connected. On a radial support within the arrangement inner hub, torsion element and outer Ring body should be omitted so that the invention Function principle can come to fruition.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Zwischenwelle um eine drehweiche Welle. Bei elastischen Wellenkupplungen sind die Torsionssteifigkeiten der elastischen Elemente sowie die Massenträgheitsmomente wichtige Auslegungsparameter. Die Verwendung einer drehelastischen Zwischenwelle erhöht vorteilhaft die Anzahl der Freiheitsgrade bei der Auslegung. Ein besonderer Vorteil ist dabei, dass die für das Torsionselement erforderliche Elastomermenge reduziert werden kann.To An embodiment of the invention is the intermediate shaft about a torsionally soft shaft. For elastic shaft couplings are the torsional stiffnesses of the elastic elements as well as the mass moment of inertia important design parameters. The use of a torsionally elastic Intermediate shaft advantageously increases the number of degrees of freedom in the design. A special advantage is that the for the torsion element required amount of elastomer can be reduced can.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verlagerungselement eine Membrankupplung. Allgemein kann ein torsionssteifes Kupplungselement zum Einsatz kommen, das axiale und/oder winkelige Verlagerungen ausgleichen kann. Entsprechend käme auch eine Metallbalgkupplung oder eine Federstegkupplung als Verlagerungselement in Frage. Die Verwendung einer Membrankupplung mit einem einfachen metallischen Blech zur Drehmomentübertragung hat jedoch den Vorteil, dass diese zum einen eine hohe mechanische Stabilität und zum anderen eine hohe Haltbarkeit aufweist. Die Herstellung ist besonders kostengünstig.According to one embodiment of the invention, the displacement element comprises a diaphragm coupling. In general, a torsion-resistant coupling element can be used, which can compensate for axial and / or angular displacements. Accordingly, a metal bellows coupling or a spring-bar coupling would also be considered as a displacement element. However, the use of a membrane coupling with a simple metal sheet for torque transmission has the advantage that on the one hand a high mechanical Stabi quality and on the other hand has a high durability. The production is particularly cost-effective.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.in the Below is an embodiment of the invention based explained in detail the drawing.

Die Zeichnung zeigt eine erfindungemäße elastische Wellenkupplung in geschnittener Seitenansicht.The Drawing shows a erfindungemäße elastic Shaft coupling in sectioned side view.

In der Zeichnung ist die elastische Wellenkupplung insgesamt mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Diese umfasst einen Flansch 2, der als erste mechanische Schnittstelle zum Anschließen an ein (nicht dargestelltes) benachbartes Maschinenelement, wie z. B. einen Dieselmotor, dient. Der Flansch 2 ist zur Drehmomentübertragung mit einem äußeren Ringkörper 3 starr verbunden. An die Innenseite des Ringkörpers 3 sind in axialer Richtung gesehen hintereinander zwei ringförmige Gummikörper 4 als Torsionselemente anvulkanisiert. Realisierungen mit nur einem, aber auch mit drei oder mehr Torsionselementen sind ebenso denkbar. Die Gummikörper 4 sind an ihrer Innenseite mit einer inneren Nabe 5, wiederum durch Vulkanisieren, verbunden. Die Drehmomentübertragung erfolgt also von dem äußeren Ringkörper 3 über die Gummikörper 4 auf die innere Nabe 5 (oder umgekehrt), und zwar durch radiale Schubübertragung über die Gummikörper 4.In the drawing, the elastic shaft coupling is in total with the reference numeral 1 designated. This includes a flange 2 acting as the first mechanical interface for connection to an adjacent machine element (not shown), such as a machine tool. As a diesel engine, is used. The flange 2 is for torque transmission with an outer ring body 3 rigidly connected. To the inside of the ring body 3 are seen in the axial direction one behind the other two annular rubber body 4 Vulcanized as torsion elements. Realizations with only one, but also with three or more torsion elements are also conceivable. The rubber body 4 are on their inside with an inner hub 5 , again by vulcanization, connected. The torque transmission thus takes place from the outer ring body 3 over the rubber body 4 on the inner hub 5 (or vice versa), by radial shear transfer via the rubber body 4 ,

Mit der inneren Nabe 5 ist eine Zwischenwelle 6 starr verbunden, die das Drehmoment weiter auf ein Verlagerungselement 7 überträgt. Dieses umfasst eine Membrankupplung mit einer Membran 8 aus Stahlblech. Die Membran 8 ist über Bolzen und Abstandshülsen mit einem weiteren Flansch 9 verbunden, der als zweite mechanische Schnittstelle zum Anschließen an ein (wiederum nicht dargestelltes) weiteres benachbartes Maschinenelement, wie z. B. ein Getriebe oder ein Propeller, dient. Die Membrankupplung ist torsionssteif und, in der Zeichnung übertrieben dargestellt, in der Lage, eine axiale und eine winkelige Verlagerung des Flansches 9 relativ zu der Zwischenwelle 6 auszugleichen.With the inner hub 5 is an intermediate wave 6 rigidly connected, the torque continues on a displacement element 7 transfers. This includes a membrane coupling with a membrane 8th made of sheet steel. The membrane 8th is over bolts and spacers with another flange 9 connected as a second mechanical interface for connection to a (again not shown) further adjacent machine element, such. As a gear or a propeller, is used. The diaphragm coupling is torsionally rigid and, exaggerated in the drawing, capable of axial and angular displacement of the flange 9 relative to the intermediate shaft 6 compensate.

Wie weiterhin in der Zeichnung zu erkennen ist, sind die für die radiale Schubübertragung ausgelegten Gummikörper 4 ebenfalls in der Lage, eine winkelige und axiale Verlagerung der inneren Nabe 5 relativ zu dem äußeren Ringkörper 3 auszugleichen. Damit kann die gesamte elastische Wellenkupplung 1 einen doppelt kardanischen radialen, winkeligen und axialen Versatz zwischen Flansch 2 und Flansch 9 in effizienter Weise ausgleichen. Weil also die Anordnung aus innerer Nabe 5, Gummikörper 4 und äußerem Ringkörper 3 bereits ausreichend winkelige und axiale Verlagerungsfähigkeit besitzt, ist, wie oben erwähnt, die Zwischenwelle 6 starr mit der inneren Nabe 5, d. h. ohne zusätzliches dazwischen angeordnetes Verlagerungselement, verbunden.As can further be seen in the drawing, the rubber bodies designed for the radial thrust transfer are 4 also capable of angular and axial displacement of the inner hub 5 relative to the outer ring body 3 compensate. This allows the entire elastic shaft coupling 1 a double gimbal radial, angular and axial offset between flange 2 and flange 9 in an efficient way. Because so the arrangement of inner hub 5 , Rubber body 4 and outer ring body 3 already has sufficient angular and axial displacement capability, as mentioned above, the intermediate shaft 6 rigid with the inner hub 5 , ie without additional interposed displacement element, connected.

In der Zeichnung sind die Flansche 2 und 9 relativ zueinander in radialer Richtung parallel verlagert. Zur Veranschaulichung ist eine zum Flansch 9 konzentrische Achse 10 dargestellt.In the drawing are the flanges 2 and 9 displaced parallel relative to each other in the radial direction. As an illustration, one is to the flange 9 concentric axis 10 shown.

11: elastische Wellenkupplung als Ganzeselastic Shaft coupling as a whole
22: Flanschflange
33: äußerer Ringkörperouter ring body
44: Gummikörperrubber body
55: innere Nabeinner hub
66: Zwischenwelleintermediate shaft
77: Verlagerungselementshifting element
88th: Membranmembrane
99: Flanschflange
1010: Mittelachsecentral axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19955051 A1 [0004]
- WO 2007/115783 A1 [0005]

Claims

Elastic shaft coupling with an outer ring body ( 3 ), which for the purpose of radial shear transmission via at least one elastomeric material consisting of torsion element ( 4 ) with an inner hub ( 5 ), characterized by an intermediate wave ( 6 ), which the inner hub ( 5 ) with an axial and / or angular displacement compensating, torsionally rigid displacement element ( 7 ) connects.

Elastic shaft coupling according to claim 1, characterized in that the torsion element ( 4 ) an angular and or axial displacement of the inner hub ( 5 ) relative to the outer ring body ( 3 ) compensates.

Elastic shaft coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate shaft ( 6 ) rigidly with the inner hub ( 5 ) connected is.

Elastic shaft coupling according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer ring body ( 3 ) rigidly with a first mechanical interface ( 2 ) is connected for connection to a first adjacent machine element.

Elastic shaft coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that the displacement element ( 4 ) comprises a diaphragm coupling.

Elastic shaft coupling according to claim 5, characterized in that the membrane coupling a membrane ( 8th ) of metallic sheet, over which the intermediate shaft ( 6 ) with a second mechanical interface ( 9 ) is connected for connection to a second adjacent machine element.

Elastic shaft coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate shaft ( 6 ) is soft.