DE2355108A1

DE2355108A1 - Kupplung

Info

Publication number: DE2355108A1
Application number: DE19732355108
Authority: DE
Inventors: Richard Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHMIDT, MARIA, CINCINNATI, OHIO, US
Priority date: 1972-11-07
Filing date: 1973-11-03
Publication date: 1974-05-16
Also published as: JPS4978050A; JPS5550571B2; CA995477A; US3791170A; DE2355108C2

Description

Kupplung . -""-.·

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung zur Antriebsverbindung, d.h. zur übertragung von hohen Drehgeschwindigkeiten und Torsionskräften zwischen einem--Paar von Wellen o.a., die sich in axial fluchtender oder auch nichtfluchtender Lage befinden. " . * .

Die erfindungsgemässe Kupplung eignet.sich besonders zur übertragung von Drehbewegungen, wenn die axialen Abweichungen, grosser sind als sie normalerweise von üblichen flexiblen Kupplungen, beispielsweise Kupplungen mit elastischen Elementen, aufgenommen werden .können, sowie für die übertragung hoher Geschwindigkeiten und Torsionskräfte als

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überhaupt rait derartigen flexiblen Kupplungen möglich, wenn die axiale Abweichung geringer ist.

Kupplungen dieser Art sind seit langer bekannt. So beschreibt der Artikel "Laterally Movable Couplings - Structural and Kinematic Systematization" von Duditza (Antriebstechnik (1971), Nr. 11, S. 409) eine Anzahl bekannter Kupplungen und deren Abwandlungen. Eine der dort dargestellten Kupplungen (Fig. 36) ist als Alsthom-Kupplung bezeichnet, und Abwandlungen von ihr sind in den Fig. 37 bis 39 dargestellt (vgl. auch USPS 1 112 219). Diese Kupplung hat den Vorteil, dass Teile von ihr symmetrisch um die Drehachse angeordnet sind, wenn sie zur Verbindung von zwei Wellen o.a. dient, die in axialer Richtung fluchten. Die Kupplung kann ohne Erzeugung wesentlicher Winkelschwankungen oder Schwingungsungleichgewichte hohe Geschwindigkeiten und hohe Torsionskräfte übertragen,. ™c-nn eine fluchtende Ausrichtung gegeben ist. Somit arbeitet die Alsthom-Kupplung gut in den Fällen, in denen die durch die Kupplung zu verbindenden Wellen o.ä, fluchten. In den Fällen jedoch, in denen die zu verbindenden Wellen nicht fluchten, führt der Betrieb der Alsthom-Kupplung.zu Winkelschwankungen und Schwingungen im System, durch die die Fehlausrichtung vergrössert wird. Diese Schwingungsungleichgewichte oder Unwuchten entstehen durch die relative seitliche Bewegung

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zwischen den drei Drehelementen der Kupplung, die zur Anpassung an die Fehlausrichtung sowohl eine Translations- als eine Winkelbewegung infolge der Positionierung der. dazwischenliegenden Verbindungsglieder umfasst. Die Winkelbewegung ist. besonders unerwünscht, da sie Schwankungen in der Winlcelbewegung des angetriebenen Drehelernents in Abhängigkeit einer konstanten Winkelbewegung des Antriebsdrehelementes während jeder Umdrehung erzeugt und auch eine getrennte Quelle für Schwingungsungleichgewichte hervorruft. Das durch die relative Winkelbewegung hervorgerufene Schwingungsungleichgewicht sowie die relative Translationsbewegung im Betrieb mit hoher Geschwindigkeit zwischen den drei Elementen wird jedoch durch die symmetrische Zuordnung der Teile bei fluchtender Ausrichtung auf ein Minimum- verringert .

Eine andere in dem vorstehend genannten Artikel dargestellte Kupplung (Fig. 30) ist als Karger-Kupplung bezeichnet, und eine Abwandlung (Fig. 31) dieser Kupplung ist die Krawtschenko-Kupplung (vgl. auch US-PS 1 832 300)..Diese Kupplungen vermeiden einige Nachteile der Alsthom-Kupplung, führen jedoch zu vorher"nicht vorhandenen anderen Nachteilen. · Durch Anordnung, der Verbindungsglieder der Kupplung zwischen den Drehelementen parallel zueinander wird die relative seitliche Bewegung zwischen benachbarten Elementen bei

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nichtfluchtendem Betrieb auf die Translationsbewegung begrenzt, so dass "die Winkelbewegung und die sich daraus ergebende Winkeländerung und das Schwingungsungleichgewicht vermieden werden, die bei der Alstnom-Kupplung auftreten. Infolge dieser Änderung der Verbindungsglieder wird jedoch auch die Symmetrie geändert, so dass diese Kupplungen nicht symmetrisch bezüglich der Drehachse sind, wenn es sich um den fluchtenden Betrieb handelt, was unter gewissen Umständen hu Schwingungsungleichgewichten führt, während bei diesem Zustand die Alsthom-Kupplung ohne Schwingungen arbeiten würde. Ausserdera wird dieses Schwingungsungleichgewicht bzw. die Unwucht mit vergrösserter Abweichung von der fluchtenden Stellung grosser.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kupplung der vorstehend genannten Art zu schaffen, die sowohl bei fluchtender als auch bei nichtfluchtender Anordnung der zu kuppelnden Wellen mit hoher Geschwindigkeit arbeitet und grosse Torsionskräfte überträgt, ohne dass die vorstehend erwähnten Nachteile auftreten, sondern im Betrieb auch bei hohen
Geschwindigkeiten in fluchtender Lage im wesentlichen
schwingungslos gearbeitet wird und bei nichtfluchtender
Lage eine minimale Schwingung bei konstanter Winkel-Ausgangsbewegung in Abhängigkeit von einer konstanten

Winkel-Eingangsbewegung während jeder Umdrehung auftritt.

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β* C mm·

Hierzu werden im wesentlichen parallele Verbindungsglieder zur Verbindung benachbarter Drehelemente der Kupplung verwendeti wodurch die relative seitliche Bewegung auf eine . . „ ■ Translationsbewegung begrenzt wird. Die Verbindungsglieder werden symmetrisch bezüglich der Drehelemente angeordnet, die jeweils symmetrisch bezüglich-einer'Achse sind, die mit der Drehachse zusammenfällt _y wenn die Kupplung im fluchtenden Betrieb arbeitet. Dadurch werden im wesentlichen Schwingungsungleichgewichte bzw. Unwuchten im fluchtenden Betrieb vermieden und Unwuchten während des nichtfluchtenden Betriebes auf ein Minimum verringert.

In einer Ausgestaltung der .Erfindung ist die Kupplung zur Anpassung an nichtfluchtenden Betrieb nicht nur seitlich zwischen den verbundenen Wellen verschiebbar, sondern sie gestattet auch eine axiale Verschiebung und eine Winkelverstellung. .

Die erfindungsgemässe Kupplung kann so aufgebaut sein, dass sie hohe Torsionskräfcei überträgt, wie dies in der US-PS 3 242 693 beschrieben ist, ohne dass sorgfältig be-arbeitete, elastische Kompensationsanordnungen vorgesehen

wären. . '

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die

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-S-

Kupplung lösbar befestigte, unterteilte äussere Drehelemente auf, die mit zwei nahe aneinanderliegenden Wellen verbunden werden können, ohne dass zur Herstellung der Verbindung eine axiale Trennung der Wellen erforderlich wäre.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht eine nach den erfindungsgemässen Prinzipien aufgebaute Kupplung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 aus Fig. Fig. 3 zeigt .einen Schnitt entlang der Linie 3~3 aus Fig. 1·.

Fig. ¹J zeigt vergrössert einen Teilschnitt entlang der Linie k-k aus Fig. 2, wobei eine Art der in der erfindungsgemässen Kupplung verwendeten Lageranordnung zu erkennen ist.

Fig. 5 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie Fig. k eine andere Form eines in einer erfindungsgemässen Kupplung verwendeten Lagers.

Fig. 6-8 zeigen in ähnlichen Seitenansichten die Stellungen

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der Teile der erfindungsgemässen Kupplung bei - Verbindung von parallelen, gegeneinander versetzten Wellen, bei axial versetzten Wellen und bei- winklig versetzten Wellen.

Fig. 9 zeigt eine Endansicht -eines anderen Ausführungsbeispiels der. erfindungsgemässen Kupplung, wobei das äussere, scheibenförmige Drehelement entfernt ist..

Fig. IO und 11 zeigen in ähnlichen Ansichten wie Fig. 9 zwei weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Kupplung. .

Fig. 12 zeigt in auseinandergezogener, perspektivischer Darstellung -ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. ·

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Kupplung 10 dargestellt, die im \iesentlichen drei Drehelemente 12, 14 und 16 aufweist, von denen das Drehelement I¹J das mittlere Drehelemerit bildet, das zwischen dem ersten äusseren Drehelement 12 und dem zweiten äusseren Drehelement l6 angeordnet ist. Ausserdem weist die Kupplung ein erstes Paar paralleler Verbindungsglieder 10 auf, die schwenkbar zwischen dem ersten äusseren

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Drehelement 12 und dem mittleren Drehelement 14 angeordnet ■sind, während ein zweites Paar von Verbindungsgliedern 20 schwenkbar zwischen dem mittleren Drehelement lh und dem zweiten äusseren Drehelement 16 angeordnet ist.

Die Drehelemente 12, 14 und 16 bestehen vorzugsweise aus scheibenartigen Teilen, die normalerweise mit ihren ebenen .Seitenflächen parallel zueinander liegen. Jedes der Drehelemente ist symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse und hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen Kreisform. Jedes der äusseren, scheibenförmigen Drehelemente ist selbstverständlich mit einer Einrichtung zur lösbaren Verbindung des Drehelementes mit einer Welle o.a. versehen. Wie Fig. 2 zeigt, hat das Drehelement 12 eine zentrische Bohrung 22 und eine Anzahl von in axialer Richtung verlaufender, ringförmig verteilter Gewindelöcher 2k. Diese Gewindelöcher dienen.zur Aufnahme von Schrauben, um einen sich radial erstreckenden Plansch eines nicht gezeigten Bundes an der Aussenfläche des Drehelementes 12 zu befestigen. Wie Fig. 3 zeigt, sind eine entsprechende zentrische Bohrung 26 und Gewindelöcher 28 zum gleichen Zweck im äusseren Drehelement 16 vorgesehen. Es ist klar, dass zur Verbindung mit den Wellen andere Anordnungen verwendet werden können, beispielsweise einstückig mit den äusseren Scheibenelementen ausgebildete Manschetten oder

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Bunde. Es ist ferner klar, dass das mittlere Drehelement Ik entweder durchgehend oder mit einer ζentrisehen Bohrung versehen sein kann, die den zentrischen Bohrungen 22 und 26 der äusseren Drehelemente 12 und 17 entspricht*

Fig. 2 zeigt, dass ein Ende der Verbindungsglieder 18 über ein Paar am Drehelement 12 befestigter Wellen30 schwenkbar mit dem Drehelement 12 verbunden ist, wobei sich die Wellen von der Innenfläche des Drehelementes 12 zum mittleren Drehelement m erstrecken. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wellen 30 in sich durch das Drehelement 12 erstreckenden öffnungen mittels Preßsitz o.a. befestigt. In diesem Fall werden die die öffnungen füllenden Bereiche der Wellen im wesentlichen ,ein Teil des Drehelementes, so dass die öffnungen bei der Betrachtung, des symmetrischen Aufbaus des Drehelementes nicht berücksichtigt zu werden brauchen. Die Wellen 30 sind so im Drehelement 12 angeordnet, dass ihre Achsen in gleichem Abstand voneinander und parallel zur Symmetrieachse des Drehelementes 12 verlaufen. Aüsserdem haben die Achsen einen gleichen Abstand von einer Seite einer Ebene 32 (Fig. 2), die sich durch die Symmetrieachse des Drehelementes 12 erstreckt. - ' -

Die gegenüberliegenden Enden der Verbindungsglieder 18 sind über ein Paar Wellen ^k₁ die auf geeignete Weise am mittleren,

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Drehelement 14 befestigt sind, mit diesem verbunden, so dass sich die -Wellen von der dem benachbarten Drehelement 12 zugewandten Fläche des Drehelementes 14 zum Drehelement 12 erstrecken. Die Wellen 34 sind bezüglich des mittleren Drehelementes 14 so angeordnet, dass ihre Achsen gleichen Abstand von der Symmetrieachse des mittleren Drehelementes 14 haben und parallel zu ihr verlaufen und dass sie ausserdem an der gegenüberliegenden Seite einer sich durch die Symmetrieachse erstreckenden, der Ebene 32 ähnelnden Ebene liegen. Die Abstände der Achsen der Wellen 30 und ~$k von. der Ebene 32 sind gleich.

Wie Fig. 3 zeigt, ist ein Ende der Verbindungsglieder 20 über ein Paar Wellen 36₃ die entsprechend am Drehelement 16 befestigt sind und sich von der inneren Fläche zum mittleren Drehelement 14 erstrecken, mit dem äusseren Drehelement 16 verbunden. ^T.'.^rie Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die Wellen · 36 bezüglich dem Drehelement 16 so angeordnet, dass ihre Achsen in gleichem Abstand und parallel zueinander bezüglich der Symmetrieachse des Drehelementes l6 verlaufen und von einer Seite einer Ebene 38 (Fig. 3)j die durch die Symmetrieachse des Drehelementes l6 verläuft, den gleichen Abstand haben.

Die gegenüberliegenden Enden der Verbindungsglieder 20 sind

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über ein Paar. Wellen 40, die auf geeignete Weise an dem mittleren prehelement 14 befestigt sind und sich von dessen Fläche nach aussen zum benachbarten Drehelement 16 hin erstrecken, mit dem mittleren Drehelement 14 verbunden. Diese Wellen sind bezüglich dem mittleren Drehelement so angeordnet, dass ihre Achsen parallel und in gleichen! Abstand von der Symmetrieachse des mittleren Drehelementes liegen und von der gegenüberliegenden Seite einer der Ebene 38 ähnelnden Ebene, die sich durch die Symmetrieachse des mittleren Drehelementes 14 und senkrecht zu der vorstehend erwähnten Ebene 32 erstreckt, gleichen Abstand haben.

Man erkennt, dass bei Verbindung der Kupplung zwischen einem Paar von axial ausgerichteten Wellen die Symmetrieachse jedes der Drehelemente 12, 14 und 16 mit den Achsen der Wellen zusammenfällt, so dass sich die Ebenen 32 und 38 durch die Symmetrieachsen aller Drehelemente erstrecken und senkrecht aufeinander stehen. Bei einem solchen Fall von fluchtender Anordnung, erstrecken sich die Verbindungsglieder l8, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, von den Wellen 30 oder 34 in der gleichen Richtung jenseits der ersten Ebene 32 in symmetrischer Zuordnung. Entsprechend erstrecken sich die Verbindungsglieder 20 von den Wellen oder 40 in gleicher Richtung jenseits der-Ebene 38 in symmetrischer Zuordnung. Man erkennt ferner, dass bei fluchtender

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Stellung der Kupplung alle Verbindungsglieder symmetrisch bezüglich der fluchtenden Syraraetrieaehs© liegen- Die Länge der Verbindungsglieder kann in irgendeiner Weise gewählt sein, solange nur die vorstehend erwähnte Zuordnung aufrechterhalten wird. Es ist Jedoch erwünscht ₃ die Länge der "Verbindungsglieder so gering wie möglich zu machen ₃ so dass sie gerade noch den Betrieb der Kupplung innerhalb des gewünschten Abweichungsbereiches der fluchtenden Ausrichtung ermöglichen, Eine minimale Länge der Verbindungsglieder ermöglicht eine Winkelverstellung der zugehörigen Wellen aus der Bezugsebene um eine minimale Gradzahl ₃ wodurch die fJberträgungskraft der Kupplung verstärkt wird. Xn dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt diese Winkelneigung etwa J₃B Grad.

Normalerweise wird die Kupplung 10 benutzt, um Wellen zu verbinden ₃ die während des Betriebes in axial fluchtender Lage sein sollten, jedoch infolge von Toleranzen oder anderen Faktoren etwas parallel aus der fluchtenden Lage verschoben sind oder sich im Betrieb aus dieser fluchtenden Lage etwas parallel verschieben. Es sei darauf hingewiesen;, dass die erfindungsgemässe Kupplung bei Verbindung zweier axial fluchtender Wellen um die fluchtenden Achsen dieser Wellen dynamisch im Gleichgewicht ist ₃ so dass selbst bei hohen Geschvrindigkeiten keine Unwuchten wirksam oder dem System Schwankungen in den Winkelgeschwindigkeiten aufge—

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zwungen werden. Die Kupplung kann im Betrieb hohe Torsionskräfte übertragen₃ wobei eines der Verbindungsglieder 18 und 20 immer unter Zugspannung und das andere immer unter Druckspannung steht. -

Die Kupplung 10 kann sich an parallele Verschiebungen sswischen den Wellen während des Betriebes sowie an eine parallele Versetzung der Achsen der Wellen anpassen. Die bewältigbare Grosse der parallelen Verschiebung bzw. Verstellung ist nicht so sehr durch die Fähigkeit der Kupplung zur Bewegung, als vielmehr durch die infoige hoher Rotationsgeschwindigkeit zulässige Grosse der Unwucht begrenzt. Grosse parallele Verschiebungen oder Verstellungen lassen sich besser durch die Kupplung gemäss US-PS 3 242 694 aufnehmen, die nicht für einen axial fluchtenden oder nahezu axial fluchtenden Betrieb geeignet ist. . -

Bei einem Betrieb mit paralleler Verschiebung bewegen sich die Verbindungsglieder 18 bei jeder Umdrehung des Drehelementes 12 in zwei um ISO Grad gegeneinander versetzte Stellungen, in denen die Verbindungsglieder mit der Richtung der parallelen Verschiebung fluchten. In diesen Stellungen fluchtet das mittlere Drehelement 14 mit dem Drehelement 12 und ist in nichtfluchtender Lage mit dem Drehelement 16, wobei die Verbindungsglieder 13 die Verstellung ausgleichen. In zwei

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um 18O Grad gegeneinander versetzten und,um 90 Grad ausser Phase mit den beiden erstgenannten Stellungen befindlichen Stellungen bewegen sich die Verbindungsglieder in eine fluchtende Lage mit' der Richtung der parallelen Verschiebung, wobei in diesen Stellungen das mittlere Drehelement 14 mit dem Drehelement l6 fluchtet und in nichtfluchtender Lage mit dem Drehelement l6 ist, während die Verbindungs- ■ glieder 18 eine Anpassung an die nichtfluchtende Lage vornehmen. Somit durchläuft das mittlere Drehelement 14 während jeder Umdrehung zwei Bewegungszyklen von einer fluchtenden Stellung mit dem Drehelement 12 und einer fluchtenden ^teilung mit dem Drehelement l6 und zurück. Diese beiden aufeinander folgenden Bewegungszyklen des mittleren Drehelamentes werden während aufeinanderfolgender Zyklen durch die Schwenkbewegungen der Verbindungsglieder in entgegengesetzten Richtungen angepasst.

Es ist wesentlich, dass während des Betriebes die Schwingungsbewegung bezüglich der äusseren Drehelemente eine reine translatorische Bewegung ist, obwohl das mittlere Drehelement eine Schwingungsbewegung ausführt. Dies ergibt sich durch die parallelen Verbindungen mit den äusseren Drehelementen. Auf diese Weise wird während des Betriebes keine Winkelschwankung erzwungen, so dass jede auf das Drehelement 12 während der Drehung ausgeübte Winkelbewegung

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genau aiii" das Dretoeleaent .16 übertragen wird. :

Pig. % zeigt eine bevorzugte Anordnung für eine Schwenkten?- · bindung zwischen den Verbindungsgliedern 18 bzw. 20 und deaa zugehörigen Hellen. Eine typische Verbindung ist zwischen dex- Meile 30 und dem Verbindungsglied 18 gezeigt ₃ wobei ein Abstandsbünd 42' die Welle 30" umgebend zwischen dem Drehelement 12. und dem Verbindungsglied 18 befestigt ist. Die denn Drehelement 12 gegenüberliegende Fläche des Abstandsbundes■■ k2 kommt in Berührung mit der Innenkante eines Nadellagers 'HM₉ das in einer entsprechenden öffnung im Verbindungsglied lB die !felle 30 umgebend..befestigt ist. Das Nadellager ΆΗ ist vorzugsweise abgedichtet und kann von bekannter Bauart sein.. So kann etvav,ein abgedichtetes Lager der SCE-PT-Serie der Firma ΉΙΑ verwendet werden.. Die äussere Kante des Lagers steht in Berührung mit einer Scheibe US _s die von·einem Sprengring 48 am ausseren Ende der Welle gehalten wird₃ der in einer Ringnut in der Welle sitzt. "

liadellager werden, wegen ihrer Schmiereigenschaft. sowie deswegen bevorzugt^ weil :sie üblicherweise eine leichte Winkelbewegung (z.B. 5 Minuten) ermöglichen. Nicht alle üblichen Lager sind geeignet. So erfordern Gleitlager eine Drehbewegung zur Erzielung einer guten Schmierung^

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und die Relativbewegung zwischen den Verbindungsgliedern und den Wellen sind im Betrieb oszillatoris.che Schwenkbewegungen und keine Drehbewegungen.

Die leichte Winkelbewegung des Nadellagers 44 ist erwünscht, um eine Anpassung der Kupplung an geringfügige Abweichungen von der fluchtenden Lage zu ermöglichen, wenn es sich nicht um die vorstehend erwähnten parallelen Abweichungen der durch die Kupplung 10 verbundenen Wellen voneinander handelt. Die Anpassung an derartige zusätzliche Abweichungen lässt sich noch erheblich verbessern, wenn man statt eines Nadellagers 44 ein Lager 50 mit Kugelbewegung verwendet, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Auch hier handelt es sich wiederum um ein handelsübliches Lager, und es kann beispielsweise das Lager SPHERE-ROL (Warenzeichen) der Firma McGiIl benutzt werden.

Weitere Vorteile, die sich durch Verwendung des Lagers 50 ergeben, sind in den Fig. β bis 8 dargestellt. Fig. 6 zeigt eine statische Stellung der Kupplungselemente, wenn diese zur Verbindung zweier Wellen benutzt wird, deren Achsen zueinander parallel versetzt sind. Hierbei handelt es sich um die üblichste Abweichung, die von der Kupplung 10 ausgeglichen wird. Fig. 7 zeigt eine.Stellung der Kupplung 10, die sich bei axialer Verschiebung der fluchtenden Wellen

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voneinander weg ergibt. Selbstverständlich kann auch eine axialer Verschiebung in entgegengesetzter Richtung entsprechend ausgeglichen werden-. Pig» 8 zeigt eine Stellung, in der die Kupplung ein Winkelverstellung zwischen den zu verbindenden Wellen ausgleicht .-Es ist klar, dass die' Kupplung IO auch jede Kombination der drei Arten von Abweichungen gemäss.Fig..6 bis 8 ausgleichen kann, unabhängig davon, ob diese Abweichungen bereits zu Beginn des Betriebs vorhanden waren oder während des Betriebs auftreten.

Selbstverständlich können in der erfindungsgemässen Anordnung zur Anpassung an die hohe Geschwindigkeit und die hohen Torsionskräfte sowohl übliche Kugellager als auch andere Arten von Rollenlagern benutzt werden. Derartige Lager sind jedoch nicht bevorzugt, da mit ihnen die vorstehend erwähnte Anpassung an Abweichungen von der fluchtenden Lage nicht einmal in dem Masse erreicht werden kann wie mit dem Nadellager 44. .

Während die erfindungsgemässe Kupplung besonders für hohe Geschwindigkeiten und hohe Torsionskräfte geeignet ist, ■ kann sie selbstverständlich auch für niedrige Geschwindigkeiten und geringe Torsionskräfte benutzt werden» In diesem Fall lassen sich Gleitlager verwenden, wobei dann selbstschmierende Gleitlager, beispielsweise aus Teflon, Nylon o.a.

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bevorzugt werden, da metallische Gleitlager, wie vorstehend erwähnt, zur vollständigen Schmierung eine Drehbewegung erfordern. Bei einer Kupplung für niedrige Geschwindigkeiten können auch die Verbindungsglieder aus selbstscheierendem Material bestehen, so dass dann keine getrennten Lager erforderlich sind.

Ein weiterer Vorteil der Verbindung der Drehelemente durch parallele Verbindungsglieder in der erfindungsgeiaässen Kupplung ist in den Abwandlungen der Kupplung 10 geraäss Fig. 9 und 11 dargestellt. Dieser Vorteil besteht darin, dass zur Erhöhung der zu übertragenden Torsionskraft einfach mehr als zwei Verbindungsglieder zwischen benachbarte Drehelemente gesetzt werden.- Genäss der Erfindung sollten alle Verbindungsglieder symmetrisch um die Drehachse der Kupplung angeordnet sein, wenn die Achsen der zu verbindenden Wellen auf einer Linie liegen. In den Fig. 9 bis 11 .sind drei verschiedene Möglichkeiten gezeigt, wie vier Verbindungsglieder zwischen 2 benachbarten Drehelementen angeordnet werden können. In den Ausführungsabeispxelen gemäss Fig. 9 und 10 sind 2 Verbindungsglieder jedes Satzes von vier Verbindungsgliedern genau in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet, und mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In dem Ausfühnmgsbeispiel gemäss Pig. 9 weist die Kupplung ein erstes Paar zusätzlicher Verbindungsglieder 52, das den Verbindung-

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gliedern l8 zugeordnet ist, und ein zweites"Paar zusätzlicher Verbindungsglieder 54 auf, das den Verbindungsgliedern 20 zugeordnet ist. Jedes der Verbindungsglieder 52 und 54 ist parallel zu dein ihm zugeordneten Verbindungsglied angeordnet. Somit sind die Verbindungsglieder 52 mittels Wellen 56," deren Achsen in gleichem Abstand und parallel zur- Symmetrieachse des Drehelementes, jedoch in einem grösseren Abstand von dieser als die Achsen der Wellen 30 verlaufen, schwenkbar •mit dem ausseren Drehelement 12 verbunden. Die Achsen der Wellen haben ausser dem gleichen Abstand von der Ebene 32 wobei dieser Abstand gleich dem Abstand der Achsen der Wellen 30 von dieser Ebene ist. -

Die gegenüberliegenden Enden der Verbindungsglieder 52 sind in entsprechender Weise mittels der Wellen 58 am mittleren Drehelement 14 befestigt. Die Verbindungsglieder 5.4 sind entsprechend mittels Wellen 60 und 62 ₃ deren Achsen entsprechend den, Achsen der Wellen 36 und 40 zur Ebene 38 liegen, wobei im übrigen die gleiche Zuordnung wie zwischen den Achsen der Wellen 56, 58 und der Wellen 30, 34 gegeben ist, schwenkbar mit dem äusseren Drehelement 16 und dem mittleren Drehelement 14 verbunden.

Gemäss Fig. 10 weist die Kupplung ein zusätzliches Paar von Verbindungsgliedern 64 und 66 auf, die in^wesentlichen auf -

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einer Linie mit den Verbindungsgliedern 18 und 20. liegen, also nicht parallel angeordnet sind, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Die Verbindungsglieder 64 sind somit schwenkbar über ein Paar Wellen 68 mit dem äusseren Drehelement 12 verbunden. Die Achsen der· Vis Ilen 68 haben den gleichen Abstand von den Achsen der Wellen 30,und; der Abstand verläuft senkrecht 3ur Ebene 32 in entgegengesetzten Richtungen, so dass die Achse einer der Wellen von der Ebene 32 an der Seite der Welle 30 einen Abstand hat, der gleich dem Abstand zwischen den Achsen der einander zugeordneten Wellen 68 und 30 plus dem Abstand der Achce der zugeordneten Welle 30 von der Ebene 32 ist. Die Achse der anderen Welle 68 liegt an der gegenüberliegenden Seite der Ebene 32 in einem Abstand, der gleich dem Abstand zwischen den Achsen der einander zugeordneten Wellen 68 und 30 minus dem Abstand der Achse der zugeordneten Welle 30 von der Ebene 32 ist.

Die gegenüberliegenden Enden der Verbindungsglieder 64 sind mittels eines Paares von Wellen 70, deren Achsen in ähnlicher Beziehung zu den Achsen der Wellen 34 stehen, mit- dem mittleren Drehelement 14 verbunden. Die Verbindungsglieder 66 sind durch ein Paar Wellen 72 und 74 mit dem äusseren Drehelement 16 und dem mittleren Drehelement verbunden. Die Achsen der Wellen 72 und 7¹J haben die

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gleiche Zuordnung zur Ebene 38 und den Achsen der Wellen und 40 wie vorstehend im Zusammenhang mit den Wellen 68 erläutert.

In Fig. 11 ist eine Anordnung auf gleichen Linien gezeigt, die ähnlich der Anordnung gemäss Fig. 10 ist, bei der jedoch jedes.Paar von, auf einer Linie liegenden Verbindungselementen im wesentlichen symmetrisch zu der zugehörigen Ebene 32 bzw. 38 liegt. So sind .zwei Paare von Verbindungsgliedern 76 zwischen, den Drehelementen 12 und 14 befestigt, indem eines ihrer Enden schwenkbar über Wellen. 78 mit dem Drehelement 12 und das andere ihrer Enden schwenkbar über Wellen 80 mit dem mittleren Drehelement 14 verbunden ist. Die Achsen jedes Paares von Wellen 78, die jedem Paar von ■· Verbindungsgliedern 76 zugeordnet sind, befinden sich an gegenüberliegenden Seiten der Ebene 32 j und zwar-eines in einem vorbestimmten Abstand von der Ebene und das andere in diesem vorbestimmten Abstand plus der Entfernung zwischen den Achsen der zugehörigen Wellen 78 und 80. Die Achsen der entsprechenden Wellen des Paares, haben gleiche Abstände von der Symmetrieachse des Drehelementes 12. Die Achsen der Wellen 80 sind spiegelbildlich gegenüber den Achsen der Wellen 78 zur Ebene 32 angeordnet.

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Die Kupplung gemäss Fig. 11 weist ausserdem einen zweiten Satz von yier Verbindungsgliedern 82 auf, deren eines Ende durch vier Wellen 84 jeweils schwenkbar mit dem äusseren Drehelement 16 und deren anderes Ende über vier Wellen 85 jeweils schwenkbar mit dem mittleren Drehelement I¹J verbunden ist. Die Achsen der Wellen 84 und'86 sind in gleicher Weise bezüglich der Ebene 38 angeordnet wie die Achsen der Wellen 78 und 80 bezüglich der Ebene 32.

Man erkennt, dass in jedem der Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 9 bis 11 die gleiche Wirkung durch die verschiedenen Elemente erzielt wird wie vorner beschrieben, wobei die zusätzlichen beiden Paare von Verbindungsgliedern und die zugehörigen Wellen einen entsprechenden Anteil einer grösseren Torsionskraft aufnehmen.

Ein weiterer Vorteil der Grundanordnung der Verbindungsglieder gemäss der Erfindung ist in den Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 12 gezeigt. Da die Schwenkverbindung der Verbindungsglieder l8 und 20 mit den äusseren Drehelementen 12 und 16 an einer Seite der Ebenen 32 und 38 liegen, ist es möglich, die äusseren Drehelemente 12 und 16 entlang dieser Ebenen 32 und 38 zu unterteilen, ohne dass die grundsätzliche Kupplungsanordnung geändert wird,-wodurch

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man eine' Kupplung erhält, die sich zwischen zwei Wellen anordnen lässt, ohne dass die Befestigung der Wellen gestört werden würde. Eine derartige in Fig, 12 gezeigte Kupplung 88 enthält zwei scheibenförmige äussere Drehelemente 90 und 92, an denen einstückig axial nach aussen gerichtete Nabenbereiche vorgesehen sind, ein mittleres Drehelement 94 und zvai Paare von die äusseren Drehelemente 90 und 92 und das mittlere Drehelement 9^ in ähnlicher Weise -wie in der Kupplung 10 schwenkbar verbindende Verbindungsglieder 96 und 98. Das erste äussere Drehelement 9.0 ist entlang der .Ebene 32 in zwei Elemente 100 und 102 unterteilt, während da^ zweite äussere Drehelement 92 entlang einer der Ebene entsprechenden Ebene in zwei Elemente 102 und 106 geteilt ist. '

Man erkennt, dass die Elemente 102 und 106 auf diese Weise von den übrigen Elementen der Kupplung 38 getrennt sind, welche in genauer Zuordnung zusammengehalten werden. Durch Trennung der Elemente 102 und 106 kann die Kupplung 88 einfach zwischen zwei eng zusammenliegenden Wellen. 108 und 110 befestigt werden, selbst wenn deren Abstand voneinander, geringer ist als die gesamte axiale Längserstreckung der zusammengesetzten Kupplung 88, so dass bei Fehlen der Trennung.der äusseren Drehelemente eine Bewegung einer der Wellen erforderlich wäre. Die Art der Verbindung der Kupplung 83 ist gestrichelt in Fig. 12 angedeutet. Ein

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wesentliches Merkmal dieser Kupplung b'esteht darin, dass sie seitlich in eine vorläufige Arbeitsstellung bezüglich der Wellen 108 und 110 bewegt werden kann, indem zunächst entweder das Element 100, wie dargestellt, oder das Element 400 in eine Stellung ausserhalb der normalen, auf einer Linie liegnden Lage verschoben wird (z-B. um 90 Grad, wie dargestellt), so dass in dieser Lage das Element 104 von der Welle 110 freikommt. Nachdem das Element 100 in Eingriff mit der Welle 108 ist, werden das Element 104 und das mittlere Drehelement 94 in eine Stellung auf einer Linie geschwenkt, wodurch das Element 104 in wirksamen Eingriff mit der Welle 110 kommt. Die getrennten Elemente 102 und 106 können dann an den zugeordneten Elemente 100 und 104 befestigt werden, beispielsweise mittels Schrauben. 112 o.a., so dass sich ein Eingriff um die Wellen 108 und 110 ergibt.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern es sind weitere Abwandlungen und Änderungen möglich, die alle unter die Erfindung fallen.

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Claims

ANSPRÜC H E

1.) Kupplung zur Verbindung eines Paares von Wellen o.a., die in axial fluchtender oder axial nichtfluchtender Lage verlaufen', um zwischen diesen hohe Rotationsgeschwindigkeiten und hohe Torsionskräfte zu übertragen, gekennzeichnet durch drei"im wesentlichen ebene Flächen aufweisende Drehelemente, die mit ihren ebenenen Flächen parallel zueinander angeordnet sind, so dass sich,ein mittleres Drehelement zwischen einem ersten und einem zweiten äusseren Drehelement befindet,, wobei jedes der Drehelemente zu einer Achse symmetrisch ist,, die mit den Achsen der zu verbindenden Wellen fluchtet, wenn sich diese in axial>fluchtender Lage befinden, durch ein erstes und ein zweites Paar von am mittleren Drehelement befestigten -Wellen, die sich von gegenüberliegenden Flächen zum ersten und zweiten äusseren Drehelement erstrecken, wobei die Achsen jedes Paares von Wellen gleichen Abstand von der Symmetrieachse des mittleren Drehelementes haben und parallel zu dieser verlaufen >und die Achsen des ersten Paares von Wellen in gleichem Abstand von einer Seite einer ersten Ebene liegen, die sich durch die Symmetrieachse des mittleren Drehelementes erstreckt, durch ein Paar zwischen dem ersten Drehelement und dem mittleren Drehelement ange-

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ordneter, paralleler Verbindungsglieder, die schwenkbar am ersten Paar von Wellen befestigt sind und sich von diesen in gleicher Richtung über die er&te Ebene symmetrisch zu dieser erstrecken, wenn die zu verbindenden Wellen axial fluchten, durch ein drittes Paar von am ersten Drehelement befestigter Wellen, die schwenkbar mit dem Paar von Verbindungsgliedern verbunden sind und deren Achsen gleichen Abstand von der Symmetrieachse des ersten äusseren Drehelementes haben sowie in gleichem Abstand von der ersten Ebene an der gegenüberliegenden Seite liegen, während die Achsen des zweiten Paares von Wellen an einer Seite und in gleichem Abstand von einer zweiten Ebene liegen, die sich durch die Symmetrieachse des mittleren Drehelenentes und im wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene erstreckt, durch ein zweites Paar von zwischen dem zweiten äusseren Drehelement und dem mittleren Drehelement angeordneter, paralleler Verbindungsglieder, die schwenkbar am zweiten Paar von Wellen befestigt sind und sich von diesen, aus symmetrisch bezüglich der zweiten Ebene über diese erstrecken, wenn die zu verbindenden Wellen in axial fluchtender Lage sind, und durch ein viertes Paar von am zweiten Drehelement befestigten und schwenkbar mit dem zweiten Paar von Verbindungsglieder verbundener Wellen, deren Achsen im gleichen Abstand und parallel zueinander von der Symmetrieachse des zweiten

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äusseren Drehelementes und an der gegenüberliegenden Seite der zweiten Ebene verlaufen.

2. Kupplung: nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Verbindungsglieder mit der jeweils zugehörigen Welle über ein Nadellager.schwenkbar verbunden ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Verbindungsglieder mit der jeweils-zugehörigen

< Welle über ein Lager mit Kugelbewegung schwenkbar verbunden ist. -

4. Kupplung nach einen der Ansprüche 1 bis 3», gekennzeichnet durch ein fünftes und ein sechstes Paar von Wellen, die am mittleren Drehelement befestigt sind und sich von

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gegenüberliegenden Flächen zum ersten und zum zweiten äusseren Drehelement nach aussen erstrecken, wobei ihre Achsen parallel zu einander in gleichem Abstand, der grosser ist als der Abstand der Achsen des ersten Paares von Wellen von der Symmetrieachse des mittleren Drehelementes verlaufen und die Achsen des fünften Paares von Wellen in gleichem Abstand von der· einen Seite der ersten Ebene in einer Entfernung/ die. gleich ist den Abstand der Achsen des ersten Paares von Wellen, verlaufen, durch ein drittes Paar von parallelen Verbindungsgliedern zwischen dem ersten Drehelement und dem mittleren Drehelenent, die schwenkbar am ersten Paar von

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Wellen befestigt sind und sich von diesen in der gleichen Richtung symmetrisch über die erste Ebene erstrecken, wenn die zu verbindenden Wellen in axial fluchtender Lage sind, durch ein siebtes Paar von an dem ers.ten Drehelement befestigten, schwenkbare mit dem dritten Paar, von Verbindungsglieder verbundenen Wellen, deren Achsen gleichen Abstand von der Symmetrieachse des ersten Drehelementes haben und parallel zu dieser verlaufen sowie an der gegenüberliegenden Seite der ersten Ebene im gleichen Abstand von dieser liegen, wobei die Achsen des sechsten Paares von Wellen im gleichen Abftand auf der einen Seite der zweiten Ebene liegen und der Abstand gleich dem Abstand der Achsen des zweiten Paares von Wellen ist, durch' ein viertes Paar von parallelen, zwischen dem zweiten äusseren Drehelement und dem mittleren Dreheleraent schwenkbar an einem achten Paar von Achsen befestigter Verbiridungbglieder, die sich symmetrisch in gleicher Richtung über die zweite Ebene erstrecken, wenn sich die zu verbindenden Wellen in axial fluchtender Lage befinden, und durch eine Befestigung des achten Paares von Achsen an dem zweiten Dreheleraent sowie..eine schwenkbare Verbindung dieser Achsen mit dem vierten Paar von Verbindüngsgliederiij wobei die Achsen des achten Paares von Wellen parallel und in gleichem Abstand von der Symmetrieachse: des zvieiteh äusseren Drehelementes und an der gegenüberliegenden Seite der zweiten Ebene

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5. Kupplung nach einem der'Ansprüche 1- bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein fünftes und sechstes Paar von Wellen an dem mittleren Drehelement befestigt ist und sich von gegenüberliegenden Flächen zum ersten und zweiten äusseren Drehelement nach aussen erstrecken, das ein drittes · Paar paralleler Verbindungsglieder ähnlich dem ersten Paar von Verbindungsgliedern zwischen dem ersten Drehelement und dem mittleren Drehelement schwenkbar- am ^; fünften Paar von Wellen befestigt ist und sich in gleicher Richtung fluchtend'mit dem ersten Paar Verbindungsglieder erstreckt, wenn die zu verbindenden Wellen in axial fluchtender Lage sind, dass ein siebtes Paar von Wellen am ersten Drehelement befestigt und schwenkbar mit einem, fünften Paar Verbindungsglieder verbunden ist, dass ein viertes Paar paralleler Verbindungsglieder ähnlich dem zweiten Paar von Verbindungsglieder zwischen dem zweiten äusseren Drehelement und dem mittleren,Drehelement schwenkbar am sechsten Paar von Wellen befestigt ist und sich in gleicher Richtung fluchtend'mit dem zweiten Paar von Verbindungsgliedern erstreckt, wenn die zu verbindenden Wellen axial fluchtend angeordnet sind, und dass ein achtes Paar von Wellen am zweiten Drehelement befestigt und schwenkbar mit dem vierten Paar Verbindungsglieder verbunden ist. ■ . ' '

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass das erste äussere Drehelement entlang der ersten Ebene in zwei Elemente aufgeteilt ist, die lösbar miteinander verbunden sind, und dass das zweite äussere Drehelement entlang der zweiten Ebene in zwei Elemente unterteilt ist, die lösbar miteinander verbunden sind.

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