DE2415911B2 - Verbindungsglied fuer drehelastische kupplungen - Google Patents

Description

35

Die Erfindung betrifft ein Verbindungsglied für drehelastische Kupplungen, das aus gummielastischem Werkstoff mit eingelegtem Verstärkungsgewebe besteht und an mindestens einem Randbereich unmittelbar zwischen Flanschteilen der Kupplungshälften einspannbar ist.

Verbindungsglieder für drehelastische Kupplungen sind in der Regel aus Gummi hergestellt und sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So ist es •bekannt, Verbindungsglieder in Reifenform auszubilden (GB-PS 10 21 419) und jeweils die nach innen gerichteten offenen Ränder des Reifens in Flansche einzuklemmen. Andere Bauarten setzen ringförmige elastische Scheiben als Verbindungsglieder ein. die einmal mit ihrem inneren Umfang an einer Kupplungshälfte und zum anderen mit dem äußeren Umfang an einer anderen Kupplungshälfte befestigt sind. Bei diesen Verbindungsgliedern tritt an den Einspannungsstellen und insbesondere an der inneren Einspannstelle beim Einspannen eine Stauchung des elastischen Werkstoffes auf, die zu Nachteilen führen kann. Durch die Alterung des Werkstoffes verringert sich nämlich im Laufe der Zeit die Anpreßkraft und damit, bedingt durch die kleiner werdende Reibungskraft, auch das übertragbare Drehmoment. Es ist deshalb unerläßlich, d'e Befestigungsschrauben an den Flanschteilen von Zeit zu Zeit nachzuziehen. Eine zu große Stauchung kann zu unkontrollierbaren Spannungen in dem elastischen Werkstoff, zu Verformungen desselben und unter Umständen zur Entstehung von Rissen od. dgl. führen.

Es ist auch schon bekannt, elastische Verbindungsglieder sowohl an den Einspannstellen als auch insgesamt mit Stahlteilen, insbesondere mit Stahldrähten zu verstärken (GB-PS 5 74 4b8). Auch durch die Zwischenschaltung dieser Teile ändert sich aber nichts daran, daß die Einspannung der Verbindungsglieder und das Festhalten der Verstärkungsgewebe oder Verstärkungsstahldrähte nur über eine entsprechende Kompression des elastischen Werkstoffes bewerkstelligt werden kann. Es ist daher von jeher den Einspannstellen besondere Aufmerksamkeit gewidmet worden und es liegen eine Reihe von Vorschlägen vor. entweder durch Formgestaltung oder durch Anordnung von Reibungsschichten od. dgl., hier Fortschritt zu erzielen, die dazu beitragen können, die Stauchung des elastischen Werkstoffes in Grenzen zu halten. Trotzdem hat es sich gezeigt, daß zur Übertragung großer Drehmomente der Kupplungsdurchmesser entsprechend vergrößert werden muß, wenn nicht unzumutbare Belastungen des elastischen Werkstoffes an den Einspannsteüen auftreten sollen.

Es gibt zwar auch flexible Kupplungen (DT-OS 2M3 270), bei denen das Drehmoment ausschließlich durch einen Metallbalg übertragen wird, der anschließend mit einem Elastomer umgeben wird, damit seine Drehsteifigkeit erhöht wird. Solche Verbindungselemente sind von vornherein in allen den Anwendungsfällen nicht geeignet, wo gummielastische Verbindungsglieder mit Verstärkungsgewebe eingesetzt werden. Das bei diesen bekannten Bauarten vorgesehene elastomere Material dient nicht -ur Erhöhung des Drehmomentes. Es sind auch noch andere ähnliche Bauarten bekannt (GB-PS 12 31690). bei denen das elastische Verbindungsglied selbst nichi an seinen Randbereich eingespannt ist. Vielmehr sind dort Befestigungsringhälften vorgesehen, die die elastischen Ringsegmente mit den Naben der beiden Wellenteile verbinden. Die Größe des übertragbaren Drehmomen tes wird dort ausschließlich durch die Art und Weise bestimmt, wie die Befestigungsringe ihrerseits mit dem elastischen Werkstoff verbunden sind. Es hat sich gezeigt, daß alle für diese Verbindung vorgesehenen Methoden nicht geeignet sind, um Drehmomente in der Größenordnung übertragen zu können, wie sie bei direkter Einspannung des elastischen Gliedes erreicht werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für elastische Verbindungsglieder der eingangs genannten Art mit Verstärkungsgewebe eine verbesserte Einspannung vorzuschlagen, die geeignet ist. bei gleichbleibenden Abmessungen wesentlich höhere Drehmomente ohne nachteilige Folgen für das elastische Material übertragen zu können.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß dieses Ziel erreicht werden kann, wenn von der bisher üblichen Einspannung des Verstärkungsgewebes über den zusammengepreßten elastischen Werkstoff abgegangen wird, besteht die Erfindung darin, daß das Verstärkungsgewebe an dem eingespannten Randbereich aus dem gummielastischen Werkstoff herausragt und unmittelbar von zwei mit den Flanschteilen verbundenen Druckringen eingeklemmt ist, die in Klemmringe mit größerem gegenseitigen Abstand übergehen, die den Rand des gummielastischen Werkstoffes einspannen. Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, das Verstärkungsgewebe unmittelbar mit den ihm zuträglichen wesentlich höheren Kräften einzuspannen, ohne daß der elastische Werkstoff durch die hier aufzuwendenden hohen Klemmkräfte beschädigt oder beeinflußt werden kann. Bei Abstimmung der Abstände der Klemmringe und der Druckringe zueinander auf die

Gewebestärke sowie auf die Stärke des angrenzenden elastischen Matenales, kann zusätzlich zu der Einspannung des elastischen Verbindungsgliedes über das Verstärkungsgewebe auch noch ein gewisser Einspanneffekt durch die Klemmung des elastischen Wcrkstoffes erreicht werden. Es wird dadurch möglich, die durch die Verformung während des Betriebes entstehende Belastung des elastischen Gliedes an den Einspannstellen abzubauen. Im Gegensatz zu dem bekannten w erden durch die neue Ausgestaltung zwei Einspannzonen gebildet, von denen in der ersten das Gewebe relativ starr eingespannt ist. In der zweiten, nämlich dort, wo das Gewebe unter Zwischenschaltung des elastischen Werkstoffes von dem Klemmring eingespannt ist. kann das Gewebe schon eine leichte Verformung erhalten, so daß der hinter der Einspannung entstehende Verformungsknick weitgehend abgeschwächt werden kann. Durch die Erfindung kann daher entscheidend mit dazu beigetragen werden, die Lebensdauer des neuen Verbindungsgliedes trotz der Möglichkeit der Überira- ^o gung sehr hoher Drehmomente zu erhöhen.

In der Zeichnung ist die ErfirJung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

F ig-1 eine Darstellung der inneren Einspannstelle eines sogenannten Scheibenreifens, der /wischen zwei Kupplungshälften gemäß der Erfindung eingespannt ist.

F 1 g. 2 eine schematische Darstellung der Gewebeverformung in einer Einspannung der in der Fig. 1 gezeigten Art,

Fig. 3 eine Einspannungsmoglichkeit. ahnlich Fig. 1. jedoch mit gesickten Druckringen zur Einspannung des Versiärkungsgewebes,

F i g. 4 eine Ausführungsform ähnlich Fig. 1, die jedoch nur von einer Seite an einen Kupplungsflansch angeschraubt ist und

Fig. 5 eine Einspannungsmoglichkeit für ein als Doppelreifen ausgebildetes elastisches Verbindungsglied.

In der Fig. 1 ist eine aus Gummi hergestellte. elastische Ringscheibe, die in nicht dargestellter Weise mit ihrem äußeren Umfang zwischen Flanschteile einer äußeren Kupplungshälfte und zwischen Druckringen 10 und 11, an ihrem inneren Durchmesser eingespannt. Die Ringscheibe ist in ihrem Inneren mit einem Verstärkungsgewebe 6 versehen, das aus mehreren parallel zueinander gelegten Gewebeschichten 6a. 6£> besteht, deren einzelne Fäden 7 bzw. 8, radial bzw. konzentrisch zu der Achse 9 der Ringscheibe 1 verlaufen können (Fig. 2).

An der inneren Einspannstelle der Ringscheibe, an der wegen des kleineren Durchmessers höhere Kräfte auftreten, ragt aus dem einzuspannenden Randbereich des elastischen Materiales das Verstärkungsgewebe 6 hervor und wird von zwei Druckringen 10 und 11 eingefaßt. Die Druckringe 10 und 11 sind dabei fest mit dem elastischen Material la verbunden und können beispielsweise, wenn als elastisches Material Gummi verwendet wird, anvulkanisiert sein. Dadurch entsteht eine Einbaueinheit, die je nach den Montageerfordernissen aus einer zwei- oder dreiteiligen Ringscheibe bestehen kann.

Die innere Kupplungshälfte 14 ist mit einem Endflansch 15 versehen, an dem die Druckringe IO und 11 anliegen, zwischen denen das aus dem elastischen ¹^ Materialbereich la herausragende Verstärkungsgewebe 6 gehalten ist. Die Druckringe 10 und 11 werden dabei durch den Druckflansch 16 mit Hilfe von Schrauben 12 gegeneinander gedruckt, und zwar so lange, bis das Verstärkungsgewebe 6 ausreichend stark eingespannt isL Die Drucknnge 10 und 11 gehen in Klemmnnge 17 bzw. 18 über, die aus einem Stück mn den Druckringen 10 bzw. 11 hergestellt sind. Die Drucknnge 10 bzw. 11 und die Klemmringe 17 bzw. 18 bilden auf diese Weise symmetrisch zu der Mitteleb^ne des Verstärkungsgewebes 6 angeordnete Eirfassungsringe 19, die sowohl den Rand des Verstärkungsgewebes als auch den inneren Rand des elastischen Materials umfassen. Der Abstand der Innenflächen der Klemmringe 17 und 18 zueinander ist dabei auf die Stärke des zwischen den Klemmringen 17 und 18 befindlichen elastischen Materiales abgestimmt, uj$i zwar so. daß beim Anziehen der Schrauben 12 und beim Aneinanderpressen der Druckringe 10 und 11 sow hl der aus dem elastischen Teil herausragende Geweberand 6 als auch der Rand Xb des elastischen Materiales eingespannt wird. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, daß einmal das Verstärkungsgewebe 6 selbst mit wesentlich größeren Einspannkräften beaufschlagt werden kann, als das bei herkömmlichen Ausführungsformen der Fall ist und daß zum anderen aber zusätzlich auch noch eine Einspannung des elastischen Verbindungsgliedes am elastischen Teil selbst vorgenommen wird, ohne daß dieser in unerwünschter Weise gestaucht werden muß.

Die F i g. 2 zeigt schematisch die Auswirkungen einer solchen Einspannung. Dabei wird davon ausgegangen, wie vorher bereits angedeutet, daß die in F 1 g. 2 nur beispielsweise angedeuteten Fäden 7 etwa radial in dem elastischen Verbindungsglied 1 verlaufen, wahrend weitere Fäden 8 etwa konzentrisch im elastischen Material liegen. Gestrichelt sei daher der Verlauf im unbelasteten Zustand der eingebauten Ringscheibe 1 dargestellt. Ausgezogen ist der Verlauf 7a der radialen Fäden bei der Belastung, d.h. als dann, wenn ein Drehmoment durch die Kupplungshälften 4 und 14 übertragen wird. Es ist zu erkennen, daß in einer ersten Einspannzone durch die feste Einspannung der Gewebefäden zwischen den Druckringen 10 und 11 der radiale Verlauf der Gewebeflächen unbeeinflußt bleibt und daß in einer zweiten Einspannzone im Bereich der Klemmringe 17 und 18, in dem das Verstärkungsgewebe nur über Zwischenschaltung des elastischen Werkstoffes eingespannt ist, bereits eine gewisse drehmomentbedingte Verlagerung der Gewebefäden eintritt. In der dritten Zone, im nicht mehr eingespannten Bereich des elastischen Werkstoffes schließlich, tritt eine weitere Verlagerung der Fäden in die Lage 7a auf, die der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt ist. Diese Ausführungsform weist daher den Vorteil auf, daß an der Übergangsstelle von der Einspannung des Verstärkungsgewebes in den uneingespannten Bereich keine zu starke Abknickung der Gewebefäden befürchtet werden muß, die bei einem Verzicht auf die Einspannzone zwei (Klemmringe 17 und 18) eintreten würde und unter Umständen Anlaß zu einer Beeinträchtigung des elastischen Gliedes geben kann. Die Einspannung der Fig. 1 eignet sich daher zum Einsatz für die Übertragung höherer Drehmomente, bzw. Wechseldrehmomente.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der in der F i g. 1 gezeigten Einspannung insofern, als hier die Druckringe 10 und 11 auf ihrer Innenseite mit Sicken 20 versehen sind, die eine noch bessere Einfassung des Verstärkungsgewebes 6 ergeben. Auch andere Ausbildungen sind möglich, doch ist darauf zu achten, daß durch die

Verformung das Verstärkungsgewebe nicht der Gefahr eines vorzeitigen Bruches ausgesetzt wird.

Während bei einigen bisher gezeigten Ausführungsformen der Einspannung eine geteilte Reifenausführung aus Montagegründen notwendig ist, zeigen F i g. 4 und 5 Möglichkeiten, auch ungeteilte Ringscheiben oder Wulststreifen vorsehen zu können. Zu diesem Zweck sind die Einfassungsringe 19, die ebenfalls wieder an das elastische Material la anvulkanisiert sein können, nur an der Stirnseite von Befestigungsflanschen 15 angeordnet und müssen daran beispielsweise mit Schrauben befestigt werden. Bei diesen Ausführungsformen kann die Montage durch stirnseitiges Ansetzen der Einfassungsringe 19 erfolgen.

Durch die vorliegende Erfindung ist somit auf relativ einfache Weise ein elastisches Verbindungsglied geschaffen, das in verschiedenen Ausführungsformen realisierbar ist, das aber im Gegensatz zu bekannten Bauarten die Übertragung weit höherer Drehmomente ermöglicht, ohne daß die Gefahr eines vorzeitigen Bruches oder einer vorzeitigen Beeinträchtigung durch Alterungserscheinung befürchtet werden muß. Das wird im wesentlichen durch die unmittelbare Einspannung des Verstärkungsgewebes erreicht, das sich nicht durch Alterungserscheinungen verändert und zu Lockerungserscheinungen an der Einspannstelle Anlaß gibt. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, ähnliche Einspannmöglichkeiten vorzusehen, wenn anstelle einer durchgehenden oder geteilten Ringscheibe nur einzelne, radial verlaufende, elastische Verbindungsglieder vorgesehen sind, die etwa in Sternform od. dgl. zwischen den Kupplungshälften angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

3

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verbindungsglied für drehelastische Kupplungen, das aus gummielastischem Werkstoff mit eingelegtem Verstärkungsgewebe besteht und an mindestens einem Randbereich unmittelbar zwischen Flanschteilen der Kupplungshälften einspannbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsgewebe (6) an dem eingespannten to Randbereich (16) aus dem gummielastischen Werkstoff (la) herausragt und unmittelbar von zwei mit den Flanschteilen verbundenen Druckringen (10, 11) eingeklemmt ist. die in Klemmringe (17, 18) mit größerem gegenseitigen Abstand übergehen, die den Rand (\b) des gummielastischen Werkstoffes (Ij) einspannen.

2. Verbindungsglied für drehelastische Kupplungen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zugeordneten Druckringe ilO, 11) und Kiemmringe (17, 18) Teile von einstückigen Einfassungsnngen (19) sind.

3. Verbindungsglied für drehelastische Kupplungen nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Emfassungsringe (19) am Rand des elastischen Werkstoffes (1 a) befestigt sind.

4. Verbindungsglied für drehelastische Kupplungen nach den Ansprüchen 1 bis 3 bei Einsatz von Gummi als elastischen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassungsringe (19) anvulkanisiert sind.