DE2153411A1

DE2153411A1 - Elastische klauenkupplung

Info

Publication number: DE2153411A1
Application number: DE2153411A
Authority: DE
Inventors: Alfred Pfaff; Bernhard Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1971-10-27
Publication date: 1973-05-10
Also published as: JPS5146218B2; FR2158957A5; JPS4853139A; US3830081A; DE2153411B2; DE2153411C3; GB1412630A

Description

32/24038 4esBOCHUM. 25.10.1971 XO/Be

Dr.-Ing. Harald Barth» 6680 Neunkirchen/Saar, Hermannstr. Elastische Klauenkupplung

Die Erfindung betrifft eine elastische Klauenkupplung mit zwei Kupplungsscheiben, deren im Bereich ihrer Randzonen angeordnete Klauen wechselweise ineinandergreifen und welche zwischen sich Aufnahmeräume für über den Umfang der Kupplung verteilte, etwa in einer sich radial zur Kupplungsachse erstreckenden Ebene angeordnete Druckkörper aus einem Werkstoff bilden, dessen Elastizität wesentlich größer ist als die Elastizität des Werkstoffes, aus welchem die Kupplungsscheiben bestehen.

Die bekannten elastischen Klauenkupplungen dieser Gattung haben sich zum Ausgleich bzw. zur Dämpfung von Drehschwingungen sowie zum Ausgleich eines achsparallelen oder winkligen Wellenversatzes bei Antrieben verschiedenster Art bewährt. Die bekannten elastischen Klauenkupplungen zeichnen sich insbesondere durch ihre einfache und robuste Bauweise aus.

Trotz ihrer vorgenannten Vorzüge haben sich die bekannten Klauenkupplungen in manchen Anwendungsfällen als nachteilig erwiesen, weil sie infolge eines engbegrenzten Winkels, mit welchem sich die beiden Kupplungsscheiben gegeneinander verdrehen können, nicht in der Lage sind, starke Belastungsstoße, welche sich als Drehschwingungen mit großen Amplituden äußern, wirkungsvoll auszugleichen bzw. zu dämpfen. Derartige Belastungsstoße treten in der Hauptsache bei Kolben-Maschinen und vornehmlich bei Verbrennungsmotoren auf. Drehschwingungen mit derartig großen Amplituden erfordern zu einer wirkungsvollen Dämpfung einen verhältnismäßig langen Verfor-

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mungsweg im elastischen Verformungsbereich der Dämpfungskörper.

Die bekannte elastische Klauenkupplung ist deshalb nicht in der Lage, Drehschwingungen mit verhältnismäßig großen Amplituden auszugleichen bzw. zu dämpfen, da der maximale Verdrehwinkel zu gering ist. Der maximale Verdrehwinkel stellt den ümfangswinkel dar, um den sich die beiden Kupplungsscheiben, zwischen deren wechselseitig ineinandergreifenden Klauen die Dämpfungs- bzw. Druckkörper angeordnet sind, unter •elastischer Verformung dieser Druckkörper zueinander verdrehen können. Der maximale Drehwinkel entspricht somit dem maximalen Verformungsxtfeg der elastischen Druckkörper.

Es ist zwar möglich, mit der bekannten elastischen Klauenkupplung einen doppelten oder mehrfachen maximalen Verdrehwinkel durch Hintereinanderschaltung zweier oder mehrerer Klauenkupplungen zu erzielen, jedoch ist diese Lösung sehr nachteilig, weil die axiale Baulänge einer solchen hochdrehelastischen Kupplung zu groß ist, als daß diese zwischen dem Antriebsmotor und der Abtriebsseite, z.B. bei Fahrzeugen, bei welchen in der Regel kompakte raumsparende Antriebsaggregate gefordert werden, eingebaut werden könnte. Es liegt auf der Hand, daß es außerdem sehr kostenaufwendig ist, mehrere Klauenkupplungen zur Erzielung eines größeren Verdrehwinkels hintereinanderzuschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Kupplung eine hochdrehelastische Klauenkupplung zu schaffen, welche in der Lage ist, Drehschwingungen mit großen Schwingungsamplituden zu deimpfen bzw. auszugleichen. Außerdem soll diese Kupplung eine raumsparende Bauweise bei verhältnismäßig geringen Herstellungskosten gestatten.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils zwischen zwei benachbarten Klauen der Kupplungsscheiben mindestens eine gegenüber diesen in Umfangsrichtung begrenzt bewegliche, mit den Klauen der Kupplungsscheiben in derselben Ebene befindliche Zwischenklaue angeordnet ist, welche mit den benachbarten Klauen die Aufnahmeräume für die Druckkörper bildet und Vielehe aus einem Werkstoff besteht, dessen Elastizität wesentlich geringer ist als die Elastizität des Werkstoffes, aus welchem die Druckkörper hergestellt sind. Erfindungsgemäß befindet sich jeweils zwischen zwei benachbarten Klauen der beiden Kupplungsscheiben mindestens eine Zwischenklaue. Da die benachbarten Klauen, also die Klauen der Kupplungsscheiben und die Zwischenklauen, die Aufnahmeräume für die elastisch verformbaren Druck- bzw. Dämpfungskörper bilden, bedeutet das, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Klauen der beiden Kupplungsscheiben mindestens zwei Druckkörper unter Zwischenschaltung mindestens einer Zwischenklaue angeordnet sind. Für den Fall, daß jeweils zwischen zwei benachbarten Klauen der beiden Kupplungsscheiben nur eine Z v/i schenklaue und zwei Druckkörper angeordnet sind, hat diese Anordnung für den praktischen Betrieb der Kupplung zur Folge, daß die Umfangskraft von jeder Klaue der ■ antriebsseitigen Kupplungsscheibe auf einen ersten Druckkörper, von dem ersten Druckkörper auf eine Zwischenklaue, von der Zwischenklaue auf einen zweiten Druckkörper und von dem zweiten Druckkörper auf eine Klaue der abtriebsseitigen Kupplungsscheibe übertragen wird. Da jede Zwischenklaue in Umfangsrichtung begrenzt beweglich ist, d.h. die Beweglichkeit jeder Zwischenklaue wird durch die elastische Verformung der in Umfangsrichtung anliegenden Druckkörper begrenzt, und zunächst ein erster und dann ein zweiter Druckkörper elastisch verformt wird, ergibt sich gegenüber einer hinsichtlich ihrer Nennwerte

vergleichbaren, zwei Kupplungsscheiben aufweisenden bekannten elastischen Klauenkupplung eine Verdoppelung des Drehwinkels. Die Zwischenklauen der erfindungsgemäßen elastischen Klauenkupplung bestehen aus einem Werkstoff, dessen Elastizität wesentlich geringer ist als die Elastizität des Werkstoffes ι aus dem die Druckkörper hergestellt sind. Die Zwischenklauen bilden somit gewissermaßen Druckübertragungskörper, welche im Betrieb der Kupplung nur einer geringfügigen bzw. vernachlässigbar kleinen elastischen Verformung unterworfen sind bzw. deren im Betrieb der Kupplung auftretende elastische Verformung wesentlich geringer als die der Druckkörper ist.

Die erfindungsgemäße elastische Klauenkupplung bietet somit den Vorteil, daß der maximale Verdrehwinkel, je nach dem, wie viel Zwischenklauen jeweils zwischen zwei benachbarten Klauen der beiden Kupplungsscheiben angeordnet sind, verdoppelt oder vermehrfacht werden kann. Und zwar wird der maximale Verdrehwinkel verdoppelt, wenn eine Zwischenklaue und zwei Druckkörper zwischen jeweils zwei benachbarten Klauen der beiden Kupplungsscheiben angeordnet sind bzw. verdreifacht, wenn zwei Zwischenklauen und drei Druckkörper zwischen jeweils zwei benachbarten Klauen der beiden Kupplungsscheiben angeordnet sind usw.

Dadurch, daß die Zwischenklauen in derselben Ebene, in welcher sich die Klauen der beiden Kupplungsscheiben befinden, angeordnet sind, wird die axiale Baulänge gegenüber der bekannten elastischen Klauenkupplung, welche zwei Kupplungsscheiben aufweist·, nicht erhöht. Die erfindungsgemäße hoch-, drehelastische Klauenkupplung kann somit in besonders vorteilhafter Weise als raumsparende Baueinheit zwischen dem Antriebsmotor und der Abtriebsseite, z.B. bei Fahrzeugen, eingebaut werden.

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Es liegt auf der Hand, daß die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen hochdrehelastischen Klauenkupplung wesentlich geringer sind als bei der bekannten hochdrehelastischen Klauenkupplung» welche nur durch Hintereinanderschaltung zweier oder mehrerer elastischer Klauenkupplungen, von denen jede zwei Kupplungsscheiben aufweist, hergestellt werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung besteht darin, daß die Zwischenklauen über einen am Äußenumfang der Kupplung angeordneten, sich koaxial zur Kupplungsachse erstreckenden Haltering miteinander verbunden sind und radial nach innen gerichtete freie Enden besitzen. ■ - "

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können die Zwischenklauen auch derart angeordnet sein, daß diese über einen sich koaxial zur Kupplungsachse erstreckenden, inneren Haltering miteinander verbunden sind und radial nach außen gerichtete freie Enden besitzen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Zwischenklauen einstückig mit dem Haltering ausgebildet und lose an den Druckkörpern geführt. In dem Fall, daß ein innerer Haltering vorgesehen ist, ist es zwar möglich, diesen auf einem einer der beiden Kupplungsscheiben zugeordneten Führungsteil, welcher wellenstumpfartig ausgebildet sein kann, frei drehbeweglich zu lagern, jedoch hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen-, wenn die Zwischenklauen einschließlich des Halteringes lediglich lose an den Druckkörpern geführt sind. Diese Anordnung gestattet auch bei verhältnismäßig schnell umlaufenden Kupplungen eine vorteilhafte Selbstzentrierung des Halteringes einschließlich der mit ihm verbundenen bzw. einstückig ausgebildeten Zwischenklauen.

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Wie bereits erwähnt, ist es zwar mÖglich₉ mehrere Zwischenklauen zwischen jeweils zwei benachbarten Klauen der beiden Kupplungsscheiben"und eine entsprechende Anzahl von Druckkörpern anzuordnen, jedoch hat es sich für die überwiegende Zahl der Anwendungsfälle als zweckmäßig und ausreichend herausgestellt, wenn jeweils zwischen zwei benachbarten Klauen der beiden Kupplungsscheiben eine Zwischenklaue, an welcher beidseitig in Umfangsrichtung je ein Druckkörper anliegt, angeordnet ist. ■

Eine andere erfindungsgemäße Ausfuhrungsform^ durch welche eine weitere Erhöhung des maximalen Verdrehwinkels erreicht wird, besteht darin, daß jeweils· zwischen zwei benach-

» ■barten Klauen der beiden Kupplungsscheiben zwei Zwischenklauen

und drei elastische Druckkörper angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird eine vorteilhafte Ausführungs- form dadurch erreicht, daß die zwischen den Klauen angeordneten Druckkörper etwa rotationssymmetrisch, insbesondere tonnenförinig, ausgebildet und mit ihren Längsachsen etwa parallel zur Kupplungsachse ausgerichtet sind und daß die zwischen den Klauen angeordneten Aufnahmeräume für die Druckkörper hinsichtlich ihrer Form an letztere angeglichen sind. Zylindrische und insbesondere tonnenformige Druckkörper, deren Rotationsachsen etwa parallel zur Kupp 1-ungsachse verlaufen, ermöglichen eine nahezu gleichmäßige Verformung und damit eine nahezu gleichmäßige Beanspruchung der gesamten elastischen Einlage der erfindungsgemäßen Kupplung.' "-...- ■

Eine rationelle Herstellung der Kupplungsscheiben, der Zwischenklauen und der Druckkörper wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß sämtliche Klauen in den-Abschnitten, welche die Aufnahmeräume für die Druckkörper begrenzen, hinsichtlich einer radial zur Kupplungsachse angeordneten Schnittfläche etwa dieselbe Querschnittsform und etwa dieselben Abmessungen aufweisen. Bei dieser vorteilhaften Anordnung ergeben sich für alle Druckkörper dieselben Abmessungen und dieselbe Form.

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Bei schnell umlaufenden elastischen Klauenkupplungen ist die Zentrifugalkraft, welche auf die Druckkörper wirkt und welche bestrebt ist, die Druckkörper zwischen den Klauen nach außen hindurchzupressen, nicht unerheblich. Eine ausgezeichnete sichere Verlagerung der Druckkörper zwischen den Klauen der beiden Kupplungsscheiben und den Zwischenk"lauen, welche auch, höheren Umfangsgeschwindigkeiten bedenkenlos standhält, wird dadurch erzielt, daß die Klauen mit ihren sich etwa radial zur Kupplungsachse erstreckenden Seitenflächen den wesentlichsten Teil der Mantelflächen der Druckkörper umschließen. Diese auch bei verhältnismäßig hohen Umfangsgeschwindigkeiten- sichere Lagerung der Druckkörper wird er.findungsgemäß insbesondere dann erzielt, wenn die etwa parallel zur Kupplungsachse verlaufenden gegenüberlxegenden Außenkanten jeweils zweier benachbarter Klauen im unbelasteten Zustand der Kupplung einen in Umfangsrichtung gemessenen Abstand voneinander besitzen, welcher geringer ist als die parallel zur Umfangsrichtung der Kupplung gemessene größte Erstreckung eines Druckkörpers.

Es muß ergänzt werden, daß eine gegen die Zentrifugalkraft gesicherte Verlagerung der Druckkörper insbesondere auch mit einem am Außenumfang der Kupplung angeordneten, sich koaxial zur Kupplungsachse erstreckenden, die Zwischenklauen miteinander verbindenden Haltering erzielt werden kann, welcher die Druckkörper gewissermaßen an deren Außenseite umfaßt und deren.Herauswandern bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten der Kupplung zusätzlich verhindert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der in Umfangsrichtung der Kupplung gemessene Abstand der etwa parallel zur Kupplungsachse verlaufenden gegenüberlxegenden Außenkanten jeweils zweier benachbarter Klauen im unbelasteten Zustand der Kupplung größer als die parallel zur Umfangsrich-

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tung der Kupplung an einem Druckkörper gemessene betriebsbedingte maximale 'Verformungsstrecke. Durch diese Anordnung bzw. durch diese Bemessung ist sichergestellt, daß sich bei. maximalen Amplituden der Drehschwingungen, d.h. bei maximalen Verformungsstreckten der Druckkörper bzw. bei einem maximalen Drehwinkel der Kupplung, niemals eine unmittelbare Berührung zwischen zwei benachbarten Klauen einstellen kann.

Da sich eine Radialverschiebung nach außen der Druckkörper, insbesondere bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten der Kupplung, nicht gänzlich-verhindern läßt und sich^

A außerdem die Kupplungsscheiben einschließlich ihrer Klauen infolge der unterschiedlichen Belastungsstöße -stets in Um- ν fangsrichtung relativ zueinander bewegen, wird eine- Beschädigung bzw. eine überaus schnelle Abnutzung der radial von der · Kupplungsachse nach außen weisenden Abschnitte der Druck- ' körper erfindungεgemäß dadurch vermieden, daß die etwa parallel zur Kupplungsachse verlaufenden Außenkanten der Klauen zum Inneren der Aufnahmeräume hin abgerundet sind. Eine gleiche vorteilhafte Wirkung bezüglich der radial zur Kupplungsachse nach'innen hin gerichteten Abschnitte der Druckkörper wird dadurch erzielt, daß. die radial zur Kupplung sachse nach innen gerichteten freien Enden der Klauen ■ der Kupplungsscheiben und gegebenenfalls die nach innen ge-

™ . richteten freien Enden der Zwischenklauen abgerundete Kanten aufweisen. J. . ■ _. ■

Zweckmäßig bestehen die Kupplungsscheiben aus Metall, beispielsweise Grauguß, Leichtmetall od. dgl. oder aus einem hart eingestellten Kunststoff, z.B. Polyamid. Auch die Zwischenklauen, vorzugsweise auch deren Haltering, können aus Metall, beispielsweise Grauguß oder Leichtmetall od. dgl., hergestellt sein. : .

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Eine elastische Klauenkupplung mit einem verhältnismäßig geringen Gewicht wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Zwischenklauen, vorzugsweise auch deren Haltering, aus einem hart eingestellten Kunststoff, z.B.. Polyamid, und die Druckkörper beispielsweise aus Naturgummi oder synthetischem Kautschuk hergestellt sind. Infolge der Verwendung eines hart eingestellten Kunststoffes, z.B. Polyamid, zur Herstellung der Zwischenklauen in Verbindung mit Druckkörpern aus Naturgummi oder synthetischem Kautschuk besitzt diese erfindungsgemäße Ausführungsform zusätzliche Dämpfungseigenschaften.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht darin, daß sämtliche Druckkörper mittels eines von ihnen in radialer Richtung zur Kupplungsachse irinenliegenden Ringes miteinander verbunden sind. Diese vorgenannten Merkmale werden vornehmlich dann angewendet, wenn die Zwischenklauen über einen am Außenumfang der Kupplung angeordneten» sich koaxial zur Kupplungsachse erstreckenden Haltering miteinander verbunden sind und radial nach innen gerichtete freie Enden besitzen. Der innenliegende Ring, über welchen die Druckkörper miteinander verbunden sind, ermöglicht einen schnellen Ein- und Ausbau der gesamten elastischen Einlage. Außerdem verhindert der innenliegende Ring, welcher sich an den radial nach innen gerichteten Klauen abstützen kann, eine unzulässige, die Dämpfungswirkung mindernde, radiale Verschiebung der Druckkörper nach außen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind jeweils , mindestens zwei benachbarte Druckkörper mittels eines von ihnen in radialer Richtung zur Kupplungsachse innenliegenden Steges miteinander verbunden. Diese Merkmale kommen vornehmlich dann zur Anwendung» wenn die Zwischenklauen über einen sich koaxial zur Kupplungsachse erstreckenden inneren Haltering miteinander verbunden sind

und radial nach außen gerichtete freie Enden besitzen. Die vorgenannten Merkmale können jedoch ebenfalls dann angewendet werden, wenn die Zwischenklauen über einen am Außenumfang der Kupplung angeordneten Haltering miteinander verbunden sind. Die Stege, welche sich an den naoh innen gerichteten Enden der Klauen abstützen, verhindern ebenfalls eine Radialverschiebung der Druckkörper..

Ein verhältnismäßig leichtgängiger Einbau der Druckkörper wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die • radial nach innen gerichteten Enden der Klauen im. unbelasteten Zustand der Kupplung im Abstand von den gegenüberliegenden Flächen des. innenliegenden Ringes oder der innenliegenden Stege angeordnet sind. Infolge dieses Abstandes bzw. Spiels können die Druckkörper einschließlich der Stege bzw. des innenliegenden Ringes verhältnismäßig leicht parallel zur Kupplungsachse in die endgültige Einbaulage geschoben werden. Sobald die Kupplung in Betrieb gesetzt wird, legen sich die Stege bzw. ,der innenliegende Ring formschlüssig an die nach innen gerichteten Enden der Klauen an und verhindern eine unzulässige Radialverschiebung der Druckkörper.

Ein leichtgängiger Einbau der mit Stegen versehenen Druckkörper wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die innenliegenden Stege mit Abstand von dem innenliegenden Haltering angeordnet sind. " -> -

Die bei der elastischen Verformungsarbeit an den Druckkörpern entstehende Wärme wird erfindungsgemäß vorteilhaft dadurch abgeführt, daß der. äußere Haltering mit Kühlrippen ver-

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sehen ist. Der äußere "Haltering kann-indessen derart aus ge- . bildet sein, .daß dieser mit in Umfangsrichtung verlaufenden» durchgehenden Kühlrippen versehen ist. Eine andere erfin-. dungsgemäße Ausführungsform besteht darin, daß der äußere Haltering etwa tangential angeordnete, sich parallel zur Kupplungsachse erstreckende Kühlrippen aufweist. ..

Wie bereits erwähnt, werden drehelastische Kupplungen ebenfalls zum Ausgleich eines achsparallelen oder winkligen Wellenversatzes verwendet. -Um nun .eine. Berührung der Seitenflächen der Zwischenklauen bzw. des inneren .oder äußeren Halteringes mit den angrenzenden Flächen der beiden Kupplungsscheiben zu verhindern und einen geräuscharmen Lauf der Kupplung zu gewährleisten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Zwischenklauen und/oder der Haltering an ihren sich etwa radial zur Kupplungsachse erstreckenden Seitenflächen mit in Richtung auf die Kupplungsscheiben vorspringenden Distanzstiften bzw. Distanznocken aus Kunststoff, z.B. Polyamid, versehen sind. Dieselben Vorteile können bei aus Kunststoff, beispielsweise Polyamid, hergestellten Zwischenklauen dadurch erzielt werden, daß an den sich etwa radial zur Kupplungsachse erstreckenden Seitenflächen der ■ Zwischenklauen und/oder des Halteringes einstückig mit diesen und/oder mit diesem ausgebildete, in Richtung auf die Kupplungsscheiben vorspringende Distanzstifte bzw. Distanznocken vorgesehen sind.

In den Zeichnungen sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die elastische Klauenkupplung radial zur Kupplungsachse,

Fig. 2 einen Schnitt durch die elastische Klauenkupplung parallel zur Kupplungsaehse gemäß

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der Schnittlinie XI - II in Fig% JL, .' Fig* 3 ©inen Schnitt durch eine. andere. Ausfthrungs«

form radial zur Kupplungga.eh.se. und Fig« H einen Schnitt parallel sur· Kupplungsaehse

gemäß: der abgeknickt verlaufendem Schnitt»

linie IV - IV in Fig*' 3·' - ' "

Die in Fig. 1 in einem Schnitt radial iur Kupp» ■ lungsachse 2 dargestellte elastische Klauenkupplung 1. besitzt eine Kupplungsscheibe 3 und eine Kupplungsscheibe: 4» Di© Kupp« lungs scheibe η 3 bsw* 4 können wahlweise ajvteiefes» biw« a.btrieb§- seitig eingesetzt werden»

Wie aus Fig, 2 hervorgeht_s ist die Kupplungsscheibe 3 mit einer sen tr i sehen Innenbo-hrung 5 iur drehf estern Aufnahme einer nicht dargestellten Welle versehen« Die Kupplungsseheibe H ist als Flanschscheibe mit einem Schraubfla.nsch 6 versehen» welcher antriebs- bmw» abtriebsseitig mit einem anderen» ent« sprechend ausgebildeten„ nicht dargestellten Flansch ve.r" schraubt werden kann» Die Kupplungsscheibe 3 ist mit Klauen ? versehen, wahrend die Kupplungsscheibe H Klauen § aufweist* Die Klauen 7 und 8 weisen radial zur Kupplungsaehse 2 hin gerichtete freie Enden 9 bzw, 10 auf« Jeweils zwischen gwei benachbarten Klauen 7 und 8 der Kupplungsscheiben 3 und H sind Zwischenklauen H angeordnet, Vielehe über einen gegenüber die" sen radial innenliegenden Haltering 12 miteinander verbunden sind« ·

Die Klauen 7, 11 und 8 bilden zwischen sieh Aufnahmeräume 13, in welchen elastische D^uck« bsw« körper 14 angeordnet sind« Die Dämpfungskörper IH eine etwa rotations symmetrische, insbesondere oder zylindrische., Querschnittsform« Die Rotationsachsen der

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Druckkörper 14- verlaufen etwa parallel zur Kupplungsachse 2.

An ihren radial nach innen zur Kupplungsachse hin gewendeten Abschnitten sind jeweils zwei Druckkörper 14- über einen Steg 15 miteinander verbunden. Zwischen dem Steg 15 und dem Haltering 12 bzw. zwischen dem Steg 15 und den nach innen weisenden Enden 9 bzw. 10 der Klauen 7 bzw, 8 ist ein Spiel 16 bzw. 17 vorgesehen, welches - wie in Fig. !'dargestellt einen leichtgängigen Einbau der Druckkörper mit ihren Stegen, 15, und zwar durch Einschieben parallel zur Kupplungsachse 2, in die Aufnahmeräume 13 gestattet.

Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die zwischen den Klauen 7, 11 und 8 angeordneten Aufnahmeräume 13 für die Druckkörper 14 hinsichtlich ihrer Form an letztere angeglichen sind. Sämtliche Klauen 7, 11 und 8 weisen in den Abschnitten, welche die Auf nahmer äuire 13 für die Druckkörper . 14 begrenzen, hinsichtlich einer radial zur Kupplungsachse 2 angeordneten Schnittfläche etwa dieselbe Querschnitte form und dieselben Abmessungen auf. . . .

Aus Fig. 1 ist ferner ersichtlich, daß die Klauen 7, 11 und 8 mit ihren sich etwa radial zur Kupplungsachse -2 erstreckenden Seitenflächen den. wesentlichsten Teil der Mantelflächen der Druckkörper. 14 umschließen.

Die etwa parallel zur Kupplungsachse 2 verlaufenden . Kanten 18 jeweils zweier benachbarter Klauen, z.B. 7 und 11 bzw. 8 und 11, weis.en im unbelasteten Zustand der Kupplung einen in Umfangsrichtung gemessenen Abstand voneinander auf, welcher geringer ist als die parallel zur Umfangsrichtung der Kupplung 1 gemessene größte Erstreekung eines Druckkörper^ 14, welche in diesem Falle mit dem Durchmesser des D_;i?u.ckkör.pers

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gleichbedeutend ist. Sobald sich die Kupplung 1 im Betriebszustand befindet, welcher¹ in den Fig. l·" bis- 4 nicht dargestellt ist, werden die Druckkörper 14 um eine parallel zur Umfangsrichtung verlaufende elastische Verf ormurigsstrecke zu-'· sammengedrückt. Damit während des Betriebs der Kupplung eine Berührung" jeweils benachbarter Kanten 18 miteinander vermieden wird, ist die maximale Verformungsstrecke der elastischen Druckkörper IM- parallel zur Umfangsrichtung-der· Kupplung' !geringer bemessen als der Abstand der Kanten 18 im uribelaS'teteri Zustand der Kupplung. Die parallel zur Umfangsrichtung der Kupplung gemessene maximale Verformungsstrecke jeweils zweier Druckkörper 14 entspricht dem maximalen Drehwinkel der Kupplung 1. ^: ' - - -·...--.-. - - ... - ■

Aus Fig. 1 geht deutlich hervor-, daß -'-die Ümfaivgskraft ' im Betriebszustand der Kupplung beispielsweise jeweils von "'■ einer Klaue 7 der Kupplungsscheibe 3 auf einen Drückkörper 14,' von dem Druckkörper 14 auf eine Zwischenklaüe 11, von der ^: Zwischenklaue 11 auf einen weiteren Druckkörper 14 und von diesem Druckkörper 14 auf eine Klaue 8 der Kupplungsscheibe 4 übertragen werden kann. Die-Umf angskraft wird somit jeweils mittels zweier Druckkörper 14 von der Antriebsseite auf die Abtriebs Seite der Kupplung 1 übertragen. Da jeweils -zwei -■-Druckkörper 14_} von denen jeder um einen bestimmten 'Verformungsweg zwischen- jeweils" zwei Klauen 7 und'8 der Kupplungs-' scheiben 3 und 4 zusammengepreßt wird, in den Kraftfluß eingeschaltet sind, ist mit der in Fig. 1 dargestellten elastischen Klauenkupplung ein im Vergleich mit der bekannten, ebenfalls nur 'zwei Kupplungsscheiben aufweisenden 'Kupplung doppelter Dr'e'hwinkel zu erzielen.

Aus Fig. 1 geht ferner hervor, daß die Kanten 18'zum Inneren der Äufnahmeräume"13 hin abgerundet sind.

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-. Auch die.radial ztir Kupplungsaehse nach innen hin gerichteten- freien Enden 9 bzw* IG der Klauen, 7 bzw« 8 ■ weisen abgerundete. Kanten.-19 ,auf·« . _: , ■ ■ .

_-. . Die abgerundeten. Kanten 18 und 19, sollen-eine Beschädigung der Druckkörper 14 ausschließen» wenn sich diese bei höherer Umfangsgeschwindigkeit der Kupplung infolge der Zentrifugalkraft radial um einen gewissen.Betrag nach außen verschieben und die Klauen 7, 11 und 8, sich relativ zueinander bewegen. , : - - -., -.

Aus Fig. 2 geht besonders deutlich hervor» daß sich der Haltering -12, mit welchem die Zwischenklauen 11 einstückig verbunden sind, in...derselben. Ebene, in-welcher auch die Klauen -7 und 8 der beiden Kupplungsscheiben 3 und 4 angeordnet sind, befindet» so daß die Zwischenklauen 11 einschließlich ihres Halteringes 12 keine zusätzliche axiale Baulänge benötigen. . , . _; .......

. In den Fig. 3 und- 4 ist ein anderes Ausführungs-'■beispiel der Erfindungsgemäßen hochdrehelastischen Klauenkupplung dargestellt. Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. ' 3 und 4 entspricht hinsichtlich seiner meisten Merkmale dem Ausführungsbeispiel, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. .·...·.

. Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte elastische Klauenkupplung 1 weist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 Zwischenklauen 11 auf,, welche radial zur Kupplungsachse 2 hin gerichtete freie Enden 20 besitzen und welche über einen am Außenumfang der Kupplung 1. angeordneten, sich koaxial zur Kupplungsachse 2 erstreckenden Haltering miteinander verbunden sind. Da der Haltering 21 am Außenumfang

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der Kupplung angeordnet ist, ist es möglich, die Druckkörper 14 mittels eines von ihnen bezüglich der Kupplungsachse 2 . radial innenliegenden Ringes 22 miteinander zu verbinden* Die gesamte elastische Einlage, bestehend aus. den Druckkör-¹ pern 14 und dem innenliegenden Ring 22, kann somit auf einfache Weise ein- oder ausgebaut werden. - ._

Der außenliegende ."IMIter ing 21 kann derart ausgestaltet sein, daß er eine Anschlagfläche für die bei höherer Umfangsgeschwindigkeit der Kupplung 1 sich radial nach außen verschiebenden Druckkörper bildet. Bei den -Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 ist das Verhältnis des jeweiligen Abstandes der Kanten 18 zweier benachbarter Klauen zum Durchmesser der Druckkörper 14 so gewählt, daß eine allzu große radiale Verschiebung der Druckkörper 14 nach außen, selbst bei verhältnismäßig großen Umfangsgeschwindigkeiten der Kupplung 1, nicht erfolgen kann* Und zwar besitzen die Kanten 18 jeweils zweier benachbarter Klauen im unbelasteten Zustand der Kupplung einen in Umfangsrichtung gemessenen Abstand voneinander, Welcher geringer ist als der Durchmesser eines Druckkörpers 14.

Als zusätzliche Sicherung gegen ein unzulässiges Herauswandern der Druckkörper 14 in radialer Richtung nach außen bei großen Umfangsgeschwindigkeiten der Kupplung dienen zusätzlich de Stege 15 gemäß den Fig. 1 und 2 bzw. der innenliegende Ring 22 gemäß den Fig. 3 und 4, deren bezüglich der Kupplungsachse 2 radial nach außen weisenden Flächen/gegen die radial nach innen gerichteten Enden der Klauen abstützen können, sobald sich die Kupplung im Betriebszustand befindet.

Tn der Fig. 3 sind Distanzstifte bzw* Distanznocken 2 3 erkennbar,, welche an den sich etwa radial zur Kupp-"

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lungsachse erstreckenden Seitenflächen der Zwischenklauen 11 angeordnet sind und welche in Richtung auf die benachbarten Kupplungsscheiben 3 bzw. 4- vorspringen. Wenn zwischen der Antriebs- und Abtriebsseite ein achsparalleler bzw. winkeliger Wellenversatz ausgeglichen werden soll, halten die Distanzstifte bzw. Distanznocken 2 3 die Seitenflächen der Zwischenklauen 11 bzw. des Halteringes 21 von den benachbarten Kupplungsscheiben 3 und 4 fern und gewährleisten somit einen geräuscharmen Lauf der Kupplung.

Es ist selbstverständlich, daß die Distanzstifte bzw. Distanznocken 2 3 ebenfalls bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehen sein können.

Die Kupplungsscheiben 3 und 4 gemäß den in den Fig. 1 bis^4 dargestellten beiden Aisführungsformen bestehen zweckmäßig aus Hetall, beispielsweise Grauguß, Leichtmetall od. dgl. Die Zwischenklauen 11, vorzugsweise auch deren Haltering 12 bzw. 21,können ebenfalls aus Iletall, beispielsweise Grauguß, Leichtmetall od. dgl. bestehen* Zweckmäßig werden die Zwischenklauen 11 einstückig mit dem betreffenden Haltering 12 bzw. 21 ausgebildet und aus einem hart eingestellten Kunststoff, z.B. Polyamid, hergestellt. Die Druckkörper 14 können beispielsweise aus Naturgummi oder synthetischem Kautschuk hergestellt sein.

Nicht dargestellt sind in Fig. 3 und 4- Kühlrippen, welche dem außenliegenden Haltering 21 zugeordnet werden können. Die Kühlrippen können beispielsweise durchgehend in Umfangsrichtung verlaufen oder tangential zum Haltering 21 angeordnet sein und sich etwa parallel zur Kupplungsachse 2 erstrecken. , , -.

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r,v j-

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Aus den Fig. 1 bis 4 geht hervor, daß die einstückigmit dem Kaltering 12 bzw. 21 ausgebildeten Zwischenklauen 11 lose an den Druckkörpern I¹I- geführt sind. . .

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Claims

DR.-ING. W. STUHLMANN — DIPU-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN

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Ihr Zeichen

463 Bochum, 25.10.1971 XO/Be Postschließfach 24BO Fernruf 14Ο61 und 14062 Bergstraße 159 Telegr.s Stuhlmannpatent

Dr.-Ing. Harald Barth

Patentansprüche:

( 1·) Elastische Klauenkupplung mit zwei Kupplungsscheiben, deren im Bereich ihrer Randzonen angeordnete Klauen wechselweise ineinandergreifen und welche zwischen sich Aufnahmeräume für über den Umfang der Kupplung verteilte, etwa in einer sich radial zur Kupplungsachse erstreckenden Ebene angeordnete Druckkörper aus einein Werkstoff bilden, dessen Elastizität.wesentlich größer ist als die Elastizität des Werkstoffes, aus welchem die. Kupplungsscheiben bestehen, dadurchgekennzeichnet , daß jeweils zwischen zwei benachbarten Klauen (7, 8) der Kupplungsscheiben (3, 4) mindestens eine gegenüber diesen in Umfangsrichtung begrenzt bewegliche, mit den Klauen (7, 8) der Kupplungsscheiben"(3, 4) in derselben Ebene befindliche Zwischenklaue (11) angeordnet ist, welche mit den benachbarten Klauen (z.B. 7, 8) die Aufnahmeräume (13) für die Druckkörper (14) bildet und x^elche aus einem Werkstoff besteht, dessen Elastizität wesentlich geringer ist als die Elastizität des Werkstoffes, aus welchem die Druckkörper (14) hergestellt sind.

2. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenklauen (11) über einen am Außenumfang der Kupplung (1). angeordneten, sich koaxial zur Kupplungsachse (2) erstreckenden Haltering (21) miteinander verbunden sind und radial nach innen gerichtete freie Enden (20) besitzen.

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3, Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischen« klauen (11) über einen sich koaxial zur Kupplungsachse (2).. . . . ■ erstreckenden j inneren Haltering (42) miteinander verbunden sind und radial nach außen gerichtete freie Enden besitzen»

H, Elastische. Klauenkupplung nach den Ansprüchen. 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Z wis'c henklau en (11) einstückig mit dem Haltering (12, 21) aus·» gebildet und lose an den Druckkörpern (IU) geführt sind»

5, Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden_s dadurch gekennzeichnet.} daß jeweils zwischen zwei benachbarten Klauen (7, 8) der beiden -■ Kupplungsscheiben (3, 4) eine Zwischenklaue (1-1) angeordnet ist.-

6, Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet _s daß jeweils zwischen zwei benachbarten Klauen (7, 8) der beiden Kupplungsscheiben (3, H-) zwei Zwischenklauen (11) und drei elastische Druckkörper (14) angeordnet sind,

7, Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Klauen (7, 11, 8) angeordneten Druckkörper (IU)" etwa rotationssymmetrisch, insbesondere tonnenförmig., aus*· gebildet und mit ihren Längsachsen etwa parallel zur Kupplungsachse (2) ausgerichtet sind und daß die zwischen den Klauen (7, 11, 8) angeordneten AufnahmerMune (13) für die Druckkörper CJfO-hin sieht lieh ihrer Form an letztere angeglichen s'ind*

8, Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 7, d a *· durch g e" k e η η ζ e i c h η e t , daß sflntliehe Klauen

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(7, 11, 8) in den Abschnitten, welche die Aufnahmeräume (13) für die Druckkörper (I¹O begrenzen, hinsichtlich einer radial zur Kupplungsachse (2) angeordneten Schnittfläche etwa dieselbe Querschnittsforn und etwa dieselben Abmessungen aufweisen.

9. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 8, d a 'durch gekennzeichnet, daß die Klauen (7, 11, 8) mit ihren sich etwa radial zur Kupplungsachse (2) erstreckenden Seitenflächen den wesentlichsten Teil der Mantelflächen der Druckkörper (14) umschließen.

10. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa parallel zur Kupplungsachse (2) verlaufenden gegenüberliegenden Außenkanten (18) jeweils zweier.benachbarter Klauen (z.B. 7, 11) im unbelasteten Zustand der Kupplung (1) einen in Umfangsrichtung gemessenen Abstand voneinander besitzen, welcher geringer ist als die parallel zur Umfangsrichtung der Kupplung (1) gemessene größte Erstreckung eines Druckkörpers (14).

11. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der in Umfang sr ichtung der Kupplung (1) gemessene Abstand der etwa parallel zur Kupplungsachse (2) verlaufenden gegenüberliegenden Außenkanten (18) jeweils zweier benachbarter Klauen (z.B. 7, 11) im unbelasteten Zustand der Kupplung (1) größer ist als die parallel zur Umfangsrichtung der Kupplung (1) an einem Druckkörper (14) -.gemessene betriebsbedingte maximale - Verformung sstrecke.

12. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet , daß die etwa, parallel zur Kupplungsachse (2) verlaufenden Außen-

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kanten (18) der Klauen (2. Π. 7, 11) zun Inneren der· Aufnahmeräunie (13) hin abgerundet sind. . ; -. . ·"

13. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet} daß die radial zur Kupplungsachse (2) nach innen gerichteten freien Enden (9, 10) der Klauen (7., 8) der Kupplungsscheiben (3, 4) und gegebenenfalls die nach innen gerichteten freien Enden (20) der Zwischenklauen (11) abgerundete Kanten (19) aufweisen.

14·. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungsscheiben (3, 4) aus Iletall, beispielsweise Grauguß, Leichtmetall od. dgl. oder aus einem hart eingestellten Kunststoff, z.B. Polyamid, bestehen.

15. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenklauen (11), vorzugsweise auch deren Haltering (12, 21), aus Metall, beispielsweise Grauguß oder Leichtmetall od. dgl., bestehen.

16. Elastische Klauenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14-, d a d u r c h gekennzeichnet , daß die Zwischenklauen (11), vorzugsweise auch deren Haltering (12» 21), aus einem hart eingestellten Kunststoff, z.B. Polyamid, und die Druckkörper (14) beispielsweise aus Naturgummi oder synthetischem Kautschuk hergestellt sind.

17. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 2 bzw. nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche. Druckkörper (14) mittels eines von ihnen in radialer Richtung zur Kupplungsachse (2) innenliegenden Ringes (2 2) miteinander verbunden sind.

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18. Elastische Klauenkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 16,dadurch gekennzeichnet , daß jeweils mindestens zwei benachbarte Druckkörper (14) mittels eines von ihnen in radialer Richtung zur Kupplungsachse (2) innenliegenden Steges (15)■miteinander verbunden sind.

19. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 17

oder Anspruch 18, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die radial nach innen gerichteten Enden (9, 10 ggf. 20) der Klauen (7, 8 ggf. 11) im unbelasteten Zustand der Kupplung (1) im Abstand von den gegenüberliegenden Flächen des innenliegenden Ringes (22) oder der innenliegenden Stege (15) angeordnet sind. .

- 20. Elastische Klauenkupplung'nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch' gekennzeichnet, daß die innenliegenden Stege (15) mit Abstand von dem innenliegenden Haltering (12) angeordnet sind.

21. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 2 bzv7. nach einem der Ansprüche M- bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Haltering (21) mit Kühlrippen versehen ist.

22. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet., daß der äußere Haltering (21) mit-in Umfangsr-ichtung verlaufenden, durchgehenden Kühlrippen versehen ist.

23. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet ,." daß der äußere Halterinp (21) etwa tangential angeordnete, sich parallel zur saohsci (2) erstreckende Kü-hlrippen aufweist.■

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2Η* Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder* einem der folgenden, dadurch g,e kennzeichnet » daß die .Zwischenklauen (11) und/oder der Haltering (12, 21) an ihren sich etwa radial zur Kupplungsachse (2) erstreckenden Seitenflächen mit in Richtung auf die Kupplungsscheiben (3, H) vorspringenden Distanzstiften bzw, Distanznocken (23) aus Kunststoff, Z..B. Polyamid, versehen sind,

25. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 16 öder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet » daß an den sich etwa radial zur Kupplungsachse (2).erstreckenden ■Seitenflüchen der Zwischenklauen (11) und/oder des Halteringes (12, 21) einstückig mit diesen und/oder mit diesem ausgebildete, in Richtung auf die Kupplungsscheiben (3, H) vorspringende Distanzstifte bzw. Distanznocken (2 3) vorgesehen sind.

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