DE2130247A1 - Elastische Kupplung - Google Patents

Elastische Kupplung

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DE2130247A1 DE19712130247 DE2130247A DE2130247A1 DE 2130247 A1 DE2130247 A1 DE 2130247A1 DE 19712130247 DE19712130247 DE 19712130247 DE 2130247 A DE2130247 A DE 2130247A DE 2130247 A1 DE2130247 A1 DE 2130247A1
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    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
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  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Description

PATENTANWALT DIPL-ING.
HELMUT GORTZ 6 Frankfurt am Main 70 *** 27-TaL 617079
PAU13TBA 3322-71
Elastische Kupplung
Die Erfindung betrifft die zwischen zwei
Wellen oder Wellenenden angeordneten elastischen Kupplungen, welche im wesentlichen durch einen elastisch verformbaren Block gebildet werden, welcher zwischen an diesen YJellen befestigten Muffen oder Scheiben angeordnet ist und Gummikissen aufweist, welche um die Achse herum verteilt sind und durch das angelegte Drehmoment verformt werden.
Es ist bekannt, derartige Blocks mit Hilfe
von Gummiarmen oder -Kissen zu verwirklichen, welche paarweise Metallbewehrungeη in gerader Zahl verbinden, welche zur abv/echselnden Befestigung des elastischen Blocks an der antreibenden und der getriebenen Muffe dienen.
Es ist ferner bekannt, den Gummiarmen
oder -Kissen eine Vorspannung zu erteilen , um mit Rücksicht auf die durch das von der Kupplung übertragene Moment erzeugten dynamischen Kräfte eine bessere Widerstandsfähigkeit und
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eine längere Lebensdauer des Elastomers zu erhalten. Diese Vorspannung wird häufig mittels eines Gurtes erzeugt, wel-■ eher den elastischen Block umgibt und zusammendrückt, wobei 'der Gurt nach dein Zusammenbau entfernt wird, wobei dann die Vor spanriungs kraft durch die Befestigungsbolzen- aufrechterhalten v/ird.
Die Entfernung des Gurtes ist häufig schwierig. Ausserdem muss für den Ausbau der Kupplung(z.B. für einen Ersatz) der Gurt wieder mittels einer schraubbaren Klemmschelle angelegt werden, welche angezogen wird, bis die Bolzen entfernt, v/erden können·
Die Erfindung bezweckt ausser der Erzielung anderer weiter unten beschriebener Vorteile den Ersatz des Gurtes durch ständige Vorspannungsinittel, welche unabhängig voa den Bolzen wirken und einen einfachen schnellen Zusammenbau und Auseinanderbau ermöglichen.
■ . Hierfür besitzt erfindungsgemäss eine derartige Kupplung wenigstens einen elastischen Block, welcher die Form von Gummikissen hat (und vorzugsweise aus einem einzigen Stück formgepresst ist), welche an einer gewissen Zahl von im wesentlichen radialen Bewehrungen haften, von denen gewisse fest miteinander zu einem Stern verbunden sind, während andere radial beweglich, d.h. schwebend sind, derart, dass auf den Gummi eine Vorspannung ausgeübt werden kann, wobei das Ganze unter Vorspannung in einen starren Halter eingesetzt ist, insbesondere eine Trommel.
Gem'ass einer bevorzugten Ausführungsform
weist der Halter oder die Trommel einen Versteifungsflansch oder wenigstens radiale Arme auf, welche an der Stelle der beweglichen radialen Bewehrungen liegen und die Vorspannungs-. kräfte aufnehmen..
Die Bewehrungen sowohl wie die fest mit
der Trommel verbundenen Arme sind zweckmässig mit zylindrischen Durchlässen für den Durchtritt von zwei Bolzengruppen versehen, welche gemäss einer an sich bekannten Anordnung die Verbindung zwischen dem Block und den beiden an den WeI-len befestigten Muffen herstellen. Es ist zu bemerken, dass
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der bei grossen Drehzahlen, auf diese Bolzen wirkenden Fliehkraft bei einer Bolzengruppe von den radialen Armen oder anderen fest mit der Trommel verbundenen Elementen und bei der anderen Bolzengruppe von den radialen sternförmig aneinander befestigten Bewehrungen, welche insbesondere ein Stück mit einem mittleren Ring bilden, das Gleichgewicht gehalten wird.
In dem gummiartigen Werkstoff der Blocks
werden zweelanässig bei dem Formpressen Ausnehmungen zur Erhöhung der Verformbarkeit bei der Herstellung der Vorspannung angebracht·
Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausfüii-
rungsform wird der Halter oder die Trommel an der Gesamtheit der radialen festen sternförmigen Bewehrungen zentriert, wofür die Versteifungsarme der Trommel z.B. eine rohrförmige Verlängerung aufweisen, welche in den fest mit diesen Bewehrungen verbundenen mittleren Ring eintritt, wobei zv/ischen diesen beiden Teilen eine "elastische Muffe angeordnet ist.
Die Erfindung ist nachstehend in Bezug auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Fig· 1 zeigt in Seitenansicht eine erfindungsgemässe elastische Scheibe für elastische Kupplungen nach dem Formpressen und vor der Erteilung der Vorspannung·
Fig. 2 bis 4 zeigen in einem Querschnitt
längs der Linie II-II der Fig. 3 bzw. in einem Axialsehnitt längs der linie III-III der Fig. 2 bzw. in Seitenansicht eine elastische Kupplung mit einer Scheibe der in Fig. 1 dargestellten Art zur Anbringung zwischen zwei Wellen.
Fig. 5 zeigt 'mit einer Ausführungsabwandlung eine derartige Kupplung und die Muffen, zwischen welchen sie angeordnet ist.
Die Kupplung ist zwischen zwei Muffen oder Scheiben 16 (Fig. 5) angeordnet. Sie enthält, wie in Fig. 1 dargestellt, eine elastische Scheibe, in welcher die sie bildenden verschiedenen Kissen vorzugsweise einen einzigen Block bilden, welcher durch Formpressen mit einer gev/issen Zahl von radialen Bewehrungen in einem einzigen Stück hergestellt ist.
Fig. 1 zeigt diesen ringförmigen Block, wie er aus der zur Vulkanisierung des Gummis (oder eines
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ähnlichen. Elastomers) benutzten form kommt und an diesen Bewehrungen haftet.
Von diesen Bewehrungen sind zv/ei Arten
vorhanden, welche insbesondere auf zwei Gruppen von ;je drei " verteilt oind, nämlich eine erste Gruppe von um 120 gegeneinander versetzten Bewehrungen 1 , welche miteinander in der Mitte zur Bildung eines Sterns befestigt ,sind, und eine zweite Gruppe von zwischen den ersten Bewehrungen liegenden, ebenfalls um 120° gegeneinander versetzten Bewehrungen 4, welche radial verschieblich sind.
Die erste Gruppe wird z.B. durch drei ge-
kümpelte.Blechelemente 1 gebildet, welche nach gegenseitiger Yerschweissung eine Art dreischenkligen Stern bilden, welcher in seiner Mitte eine zylindrische Öffnung 2 und an den Enden der Schenkel zylindrische Durchlässe 3 für die Bolzen zur Befestigung an einer der Muffen 16 (Fig. 5) bildet. Die Achsen dieser drei zylindrischen Durchlässe liegen in der ■ gleichen festen Entfernung r_ von der Achse der Kupplung.
Die zweite Gruppe besitzt drei andere Ar-
maturenj welche "schwebend" in dem Sinn sind, dass sie weder mit der mittleren sternförmigen Bewehrung noch miteinander starr verbunden sind« Jede Bewehrung wird durch zwei symmetrische Blechelemente 4 gebildet, welche aneinandergelegt, miteinander verschweisst und so gebogen sind, dass die Bewehrung einen rohrförmigen Durchlass 6 für einen Befestigungsbolzen und an ihrem äusseren Ende vorzugsweise zwei rechtwinklig umgebogene Ränder 5 aufweist.
Die so gebildeten Bewehrungen 1 und 4
sind durch Gummiblocks oder -Kissen 7 verbunden, welche an dem Metall haften undjsie vollständig einhüllen, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Randleisten 5 sind ebenfalls mit einer dünnen Gummischicht 8 von 1 bis 3 cm überzogen.
In den Gummiblocks sind Ausnehmungen 9
und 10 ausgebildet, welche einerseits ihre Biegsamkeit vergrössern und die Lokalisierung der Ermüdung verringern, und andererseits die Zusammendrückung der Blocks erleichtern, wie dies weiter unten erläutert ist.
Die Ausnehmungen lassen zwischen sich
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"Guir.mifüsse" 11 bostehen, welche an dem Blechring 2 haften und sich der Verformung der Gummiarme 7 nach aussen unter der ivirkung der Fliehkraft bei grossen Drehzahlen widersetzen. Aus diesem Grunde wird die Ausbildung zweckmässig so getroffen, dass vorzugsweise eine langlochförmige Ausnehmung 9 in Richtung 'einer jeden Bewehrung 4 und zwei in allgemeinen kleinere Ausnehmungen 10 beiderseits der Achse einer jeden Bewehrung 4 vorgesehen werden, und zwar anstelle der im allgemeinen vorgesehenen grossen einzigen Ausnehmung.
Die Ausbildung ist so getroffen, dass bei
dem Formpressen die Achsen der drei rohrförmigen Durchlässe der schwebenden Bewehrungen 4 in Bezug auf die Achse des Blocks in einer Entfernung R liegen, welche grosser als _r ist (]?.ig.1).
In Kombination mit diesem Block ist ein äus-
serer Halter vorgesehen, insbesondere eine äussere Trommel 12, in welche der Block eingepresst wird, d.h. unter Ausübung eines radialen, zur Mitte gerichteten Drucks auf die schwebenden Bewehrungen 4.
"Fig. 2, 3 und 4 zeigen den zum Einsetzen in die Kupplung bereiten elastischen Block*
Die !Trommel 12 ist vorzugsweise aua gekümpeltem Blech hergestellt und besitzt einen durchbrochenen Boden, welcher einen heruntergebogenen Rand 13» welcher der Trommel eine Umfangssteifigkeit gibt, sowie drei Arme aufweist, deren jeder ein Loch 15 in einer Entfernung r_ von der Mitte besitzt. Der Innendurchmesser der Trommel 12 ist so bernessen, und das Einpressen erfolgt derart, dass der Halbmesser R auf den Wert r gebracht v/ird und die Löcher 15 den Löchern 6 der Bewehrungen 4 gegenüberkommen. Hierdurch werden durch eine Klemmwirkung die Gummlblocks 7 durch die elastischen Anlageglieder 8 zusammengedrückt» Hierbei kann die Trommel infolge der durch die Blecharme 14 ausgeübten Haltewirkung nicht verformt werden.
Das Vorhandensein der flachen, mit einer
Gummischient 8 überzogenen Ränder 5 halb die Bewehrungen 4 in ihrer radialen Lage und verhindert ihre etwaige Verdrehung durch das Toraionamoment oder den Anzug der Bolzen.
Der so gebildete elasblache BLock enthält
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also seeks Befestigungslöcher, welche natürlich den gleichen Durchmesser haben, und auf dem gleichen Befestigungshalbmesser r liegen.
lach dem Zusammenbau entsteht die in Fig.
5 dargestellte Anordnung, falls die beiden Muffen 16 identisch sind.
Die drei fest miteinander verbundenen Bewehrungen 1 sind mit dem Plansch einer Muffe durch drei Bolzen 17 und die drei Bewehrungen 4 mit dem Flansch der anderen Muffe durch Bolzen 18 verbolzt.
Zweckmässig erfolgt der Zusammenbau so,
dass sich der Boden der Trommel nicht gegen die Muffe legt, an welcher sie befestigt ist, sondern auf der dieser abgewandten Seite liegt, wie in Fig. 5 dargestellt, so dass die Blecharme 14 zur Aufnahme der an den Bolzen 18 und den Bewehrungen 4 angreifenden Fliehkraft beitragen, welche bei grossen Drehzahlen und ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen an den Bolzen erhebliche Biegungskräfbe an der Stelle ihres Eintritts in die Muffe erzeugen würde·
Es ist zu bemerken, dass die drei anderen Bolzen 17 gegen die Fliehkraft durch die Haltewirkung der sternförmigen Arme der drei fest miteinander verbundenen Bewehrungen 1 geschützt sind.
Hieraus ergibt sich, dass eine derartige elastische Scheibe Eigenschaften sowohl hinsichtlich des Gummis als auch hinsichtlich ihres mechanischen Aufbaus aufweist, welche ihre Widerstandsfähigkeit für die Fliehkraft verstärken, so dass sie mit hohen Drehzahlen laufen kann.
Ferner ist in Fig. 5 eine Ausführungsabwaiidlung dargestellt, bei v/elcher Mittel vorgesehen sind, um die Trommel 12, 13* 14 in Bezug auf den Ring oder die mittlere öffnung 2 der aneinander befestigten sternföriiiigen Bewehrungen 1 zu zentrieren.
Hierfür ist z.B. der innere Abschnitt des
durch die Bewehrungen 1 gebildeten zylindrischen Ringes mit einem an ihm "haftenden Gummiring 19 überzogen.
Der Boden der Trommel besitzt in dem Abschnitt,' in welchem die Arme 14 zusammenlaufen,' eine axiale
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rciirföiwiice Yorlängerung 20.
Beim Einsetzen der Scneibe in die Trommel
tritt dieses Rohr mit leichter Pressung in den Gummiring 19 ein. Hiοrooi kann man, wie bei 20' dargestellt, das Ende des Korrs erweitern, so dass der Gummiring 19 gut festgehalten und 2u s anv\e r;;:ed rüc kt w ird .
Hierdurch v/erden die Bewehrungen 4 gegenüber den Belehrungen 1 zentriert, vrodürch auch die beiden 1-Iuffen 16 unabhängig von der radialen Elastizität der Scheibe, gegenseitig zentriert v/erden.
Die Vorrichtung ist besonders interessant
beim Einbau einer sogenannten Kardanwelle. Zwei Kupplungen der in Fig. 5 dargestellten Art werden dann an den Enden ein und derselben nicht in Lagern gelagerten Welle angebracht. Hierdurch vrerden die beiden Enden der Welle zentriert, so dass sie ohne besondere Vorsichtsmaßnahme mit erheblichen Drehzahlen laufen kann.
In der rohrförmigen Verlängerung 20 kann
übrigens ein von der entsprechenden Muffe 16 getragenes Kugelgelenk vorgesehen v/erden.
Die erfindungsgemässe Kupplung bietet zahlreiche Vorteile, insbesondere folgende :
Sie ermöglicht die Herstellung einer beliebig grossen Vorspannung, v/elcher ein genau bestimmter Wert gegeben werden kann. Der Ein- und Ausbau sind bequem· Sie ermöglicht die Abgleichung der Fliehkraft sowohl an den elastischen Massen als auch an den Befestigungsbolzen. Sie hat einen einfEichen billigen Aufbau, da die Herstellung des elastischen Blocks in einem einzigen Formpressvorgang erfolgt.
Die Erfindung kann natürlich abgewandelt
werden. So kann insbesondere der Halter zur Aufrechterhaltung der Vorspannung eine von der dargestellten Form abweichende Form haben.
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Claims (1)

  1. 3? a t en tan s ρ r ü c h e
    1.) Elastische Kupplung, insbesondere zur
    Anbringung zwischen sv;ei Muffen oder Scheiben, v/elche an zwei Wellen oder anderen rotierenden Elementen befestigt sind, von denen das eine durch das aridere angetrieben v/erden soll, gekennzeichnet durch wenigstens einen elastischen Block (7), v/elcher die Fora von Kissen aus Gummi oder einem anderen Elastomer hat und an einer Mehrzahl von im wesentlichen radialen Bewehrungen (1 , 4)ha£t9i,von denen gewisse (1) aneinander sternförmig befestigt sind, während andere (4) radial beweglich, d. h. schwebend sind, derart, dass der Gummi einer Vorspannung unterworfen werden kann, wobei das Ganze unter Torspannung in einen starren Halter eingesetzt ist, insbesondere eine Trommel (12).
    2.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass der Block (?) zusammen mit seinen Gummikissen und seinen Bewehrungen (1, 4) ein einziges Formpreßstück bildet.
    5.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j dass die radialen sternförmig aneinander befestigten Bewehrungen (1) durch Blechstreifen gebildet werden, v/elche miteinander verschweisst sind und in dem mittleren Abschnitt eine ringförmige öffnung (2) bilden.
    4«) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ermöglichung der Vorspannung beweglichen Bewehrungen (4) durch Paare von verschweissten Blechstreifen ge.bildet werden, v/elche nach aussen umgebogen sind (bei 5), so dass zwei Laschen entstehen, welche nach Herstellung der Vorspannung mit der Innenfläche des äusseren Halters (12) in Berührung kommen können.
    5.) Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührung der laschen (5) mit dem äusseren Halter (12) unter Zwxschenschaltung einer Gummischicht (8) erfolgt.
    6.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere durch verschweisste Blechstreifen gebildeten Bewehrungen (1S 4) öffnungen (2, 3) für
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    den Durchtritt der "Bolzen zur Beifestigung der Elemente dos elastischen Blocks an den beiden zu kuppelnden Huffen (16) oder Scheiben aufweisen.
    7.) Kupplung nach Anspruch 6, insbesondere
    niit zwei Gruppen von drei Bewehrungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (R) der in den radial verschieblichen Bewehrungen (4) vorgesehenen 'Öffnungen (6) von der Achse grosser als der entsprechende Abstand (r) der aneinander befestigten Bewehrungen (1) ist, derart, dass die Vorspannung beim Einbau durch Verformung hergestellt v/erden kann·
    8.) Kupplung nach Anspruch 1 mit seiwebenden Bewehrungen und sternförmigen Bewehrungen mit einem mittleren Abschnitt mit insbesondere zylindrischem Umriss, an welchem der Gummi haftet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erleichterung der Verformung des Gummis bei der Herstellung der Vorspannung eine gewisse Zahl von Ausnehmungen (9, 1.0) in der Gummir.iasse vorgesehen ist.
    9.) Kupplung nach Anspruch 8, gekennzeichnet
    durch in radialer Richtung längliche, auf den Halbmessern der schwebenden Bewehrungen (4) liegende Ausnehmungen (9) sowie kleine Ausnehmungen (10), welche beiderseits der sternförmigen Bev/ehrungen (1) angeordnet sind, derart, dass zwischen/, diesen beiden Ausnehmungsgruppen geitgend breite Füsse entstehen, axt welchen der Gummi an dem mittleren Abschnitt des Sterns haftet.
    10.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äussore Halter durch eine offene Trommel (12) gebildet wird, welche somit eine zylindrische Aussenfläehe und einen eine Versteifung bildenden radialen Abschnitt hat.
    Π.) Kupplung nach Anspruch 10 mit radialen, mit Öffnungen für den Durchtritt der Bet'estigungsbolzen versehenen Bev/ehrungen, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale, eine Versteifung bildende Abschnitt der Trommel durch Arme (14) gebildet wird, welche an der Stelle der beweglichen radialen Bewehrungen (4) angeordnet aind.
    12.) Kupplung nach Anspruch 10 und 11, da durch gekennzeichnet, dass der zylindrische Rand der ΐrornmel
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    ι ν/
    (12) zwischen den Armen (14) eine Versteifungsrandleisbo (13) aufweist.
    13.) Kupplung nach Anspruch 10 und 11, da-
    .durch gekennzeichnet, dass der elastische Block hinsichtlich der Befestigung der Arme (14) der Trommel (12) sowie der entsprechenden Bewehrungen durch Bolzen an einer der beiden au kuppelnden Muffen (16) so angeordnet ist, dass die Araie in Bezug auf die entsprechende Anlagefläche an der I-Iuffe (16) aussen liegen, so dass die Arme der auf die Bolzen wirkenden Fliehkraft frei entgegenwirken·
    14.) Kupplung nach Anspruch. 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Zentrierung des äusseren Halters oder der äusseren Trommel in Bezug auf die Gesamtheit der sternförmigen festen radialen Bewehrungen (1).
    15.) Kupplung nach Anspruch 10 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Versteifungsabochnitb der Trommel eine axiale Verlängerung (20) aufweist, welche in den ringförmigen mittleren Abschnitt der sternförmigen Bewehrungen (1) unter Zwischenschaltung einer Gummimuffe (19) eintritt.
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