DE2418057C3 - Elastische Kupplung zum Übertragen von Drehmomenten - Google Patents

Description

Elastische Kupplungen, worunter im Sinne der vorliegenden Erfindung Wellenkupplungen, Wellenflanschkupplungen und Flanschkupplungen verstanden werden, sind bekannt. Während bei den Wellen- und Flanschkupplungen die Kupplungshälften in aller Regel untereinander gleich ausgebildet sind, ist bei Wellenflanschkupplungen die eine Kupplungshälfte mit einem mit einer Welle verbindbaren Nabenteil ausgerüstet, hingegen die andere Kupplungshälfte mit einem den drehfesten Anschluß an z. B. das Schwungrad einer Kraft- oder Arbeitsmaschine vermittelnden Flanschteil. Im Sinne dieser Erfindung werden unter Kupplungshälften daher nachstehend nicht nur untereinander gleiche Kupplungshalbteile verstanden, sondern ganz allgemein die beiden Teile einer Kupplung, die mit einem Drehmomentenübertragungsglied in Verbindung stehen und ihrerseits miteinander gekuppelt sind. Neben der Beherrschung von Drehschwingungen und in Antriebssystemen auftretenden Ungleichförmigkeiten dienen derartige Kupplungen zum Ausgleich von Wellenverlagerungen oder Winkelfehlern zwischen den Drehmomentenübertragungsgliedern.

Eine typische Wellenkupplung mit elastischem Verbindungsglied ist in der DE-AS 15 25 381 beschrieben. Bei dieser Kupplung sind die einander zugewandten Stirnflächen der Flanschteile der beiden Kupplungshälften mit klauenartigen Stirnverzahnungen versehen. Als Verbindungsglied dient ein Zahnkranz aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, der um den Umfang der Kupplungsflanschen so herumgelegt ist, daß die sich von den einander zugewandten Stirnflächen der Flanschteile forterstreckenden Vorsprünge in die Ausnehmungen des Zahnkranzes eingreifen. Der Zahnkranz ist seinerseits von einer metallischen Hülse umschlossen und somit am radialen Ausweichen gehindert.

Bei einer anderen elastischen Wellenkupplung, die in dem DE-Gebrauchsmuster 69 30 649 beschrieben ist, sind die Stirnseiten der Flanschteile ebenfalls mit untereinander gleichen, wechselweise ineinandergreifenden Klauen versehen und zwischen diesen Klauen sind pufferartige Zwischenglieder aus elastischem Werkstoff, wie Gummi, angeordnet.
Diese bekannten Kupplungen sind insofern mit

ίο Nachteilen behaftet, als es sich bei den einstückig als Guß-, Stahl- oder Aluminiumformteile ausgebildeten Kupplungshälften um überwiegend nicht oder zumindest nicht voll rotationssymmetrisch ausgebildete Teile handelt, die als Ganzes bearbeitet werden müssen. Bei der Kupplung nach dem DE-Gebrauchsmuster 69 30 649 verschärft sich das Problem dadurch, daß die Flanschteile mit einstückig angeformten, eine formschlüssige Drehmomentenübertragung von einer Kupplungshälfte auf die andere Kupplungshälfte vermittelnden Klauen ausgerüstet sind, die zur Gewährleistung einwandfreier Übertragungsbedingungen einer besonders sorgfältigen Bearbeitung bedürfen.

Dieser Mangel ist zwar bei Kupplungen, wie sie in der FR-PS iO 14 243 und der US-PS 21 22 838 beschrieben sind, dadurch vermieden worden, daß sich von den Stirnseiten der Flanschen der Kupplungshalbteile forterstreckende Mitnehmerklauen nicht einstückig mit den Flanschteilen ausgeführt, sondern mit diesen verschraubt sind. Im übrigen handelt es sich auch dabei um als Schmiede- oder Gußteile ausgebildete Kupplungshälften, auf welche die oben dargelegten Bearbeitungsprobleme zutreffen.

Davon abweichend i3t in der DE-OS 21 40 567 auch schon eine als elastische Kupplung anzusehende Verbindung zwischen der Motorwelle und einem Drehmomentenwandler eines Kraftfahrzeugs beschrieben, die aus Blechformteilen aufgebaut ist. Diese drehfeste Verbindung umfaßt ein mit der Welle des Antriebsmotors verbundenes Mitnahmeblech und einen Gehäuiedeckel des Drehmomentenwandlers, die mit einander zugeordneten und sich jeweils zu Ausnehmungen für die Aufnahme elastischer Pufferelemente ergänzenden Ausformungen versehen sind. Allerdings handelt es sich bei dieser vorbekannten, kupplungsartigen Verbindung um eine spezielle Anpassung der einzelnen Kupplungsglieder an die Erfordernisse eines Drehmomentenwandlers in Kraftfahrzeugantrieben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die Erfindung die Schaffung einer auf Blechformteilen aufbauenden Kupplung zur Aufgabe gestellt, bei der einzelne Baugruppen einander sinnvoll zugeordnet sind und, je nach den Bedürfnissen des Einsatzfalles, zu Wellen- oder Flanschkupplungen zusammengefügt werden können. Das Ziel der Erfindung besteht mithin darin, eine im Vergleich zu bekannten Kupplungen kostengünstiger herstellbare elastische Kupplung zu schaffen, die in fertigungstechnischer Hinsicht optimal gestaltet ist.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Erfindung.

Eine derartig gestaltete Kupplung unterscheidet sich vom Stande der Technik in vorteilhafter Weise dadurch, daß der Aufbau beliebiger Kupplungen, sei es einer Wellenkupplung oder einer Flanschkupplung, in einfaeher Weise durch die Zuordnung einer mit Mitnehmern bestückten Tragscheibe zu einer Anschlußscheibe gelingt, wobei die Anschlußscheibe in Abstimmung mit dem jeweiligen Einsatzfall so ausgebildet ist, daß sie eine

drehfeste Verbindung mit einem Drehmomentenubertragungsglied m Gestalt einer Welle oder beispielsweise eines Schwungrades vermittelt. Dies führt naturgemäß za einer erheblich reduzierten Lagerhaltung, wefl es lediglich unterschiedlicher Anschlußteile; bedarf, die mit gleichen Tragscheiben zusammenfügbar sind.

In den Unteransprüchen 2 bis 4 sind zweckmäßige Ausgestaltungen der im Patentanspruch 1 beschriebenen Erfindung angegeben. Nachstehend sollen in Verbindung mit den Zeichnungen zwei Ausfühningsfor- to men der Erfindung erläutert werden. In teilweise schematischen Perspektiv-Ansichten zeigt

F i g. 1 in einer Explosivdarstellung die Einzelteile einer in erfindungsgemäßer Weise aufzubauenden Hälfte einer Weilenkupplung,

Fig.2 die aus den Einzelteilen gemäß Fig-t aufgebaute Hälfte einer erfindungsgemäßen Klauenkupplung und

F i g. 3 in einer Ansicht ähnlich F i g. 1 den Anschraubflansch einer Flanschkupplung und eiwe mit diesem; Anschraubflansch verbindbare Tragscherbe.

F i g. 1 veranschaulicht die erfindungsgemäße Auflösung der bei derartigen Kupplungen bisher überwiegend einstückigen Ausbildung einer Kupplungshälfte in funktionell gegeneinander abgegrenzte Elemente, deren jedes so gestaltet ist, daß seine Herstellung als Einzelteil bei Anwendung optimaler Fertigungsverfahren gelingt Bei diesen Elementen handelt es sich um einen zylindrischen Nabenteil 20 mit einer sich axial durch diesen hindurcherstreckenden Bohrung 21, einen als Blechformteil ausgebildeten Hülsenteil 22 mit einer zylindrischen Hülse 23 und einem sich an einem Ende von der Hülse radial forterstreckenden Hülsenflansch 24, der seinerseits von einem auf der von der Hülse entfernten Seite aus der Flanschebene hochgeformten Kragen 25 umschlossen ist, eine Tragscheibe 26 die im wesentlichen aus einer Kreisscheibe 27 mit einem letztere umschließenden Kragen 28 besteht und einen parallel zu dem äußeren Kragen 28 im Bereich einer zentralen Mittelöffnung 28 hochgestellten, inneren Kragen 30 besitzt, und mehrere klauenartig ausgebildete Mitnehmer 31 mit bogenförmig gestalteten Ranken 32, 32', an denen im Einbauzustand der Kupplung die elastischen Verbindungsglieder anliegen.

Der vollzylindrisch ausgebildete Nabenteil 20 ist ein eiafach herstellbares Drehteil, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Hülse 23 angepaßt ist. Bei der Montage wird der Nabenteil 20 in die Hülse 23 des Hülsenteils 22 eingeschoben und mit letzterem drehfest verbunden. Diese drehfeste Verbindung kann in bekannter Weise erfolgen, beispielsweise durch Einpressen, Schrumpfen, oder unter Anwendung einer anderen, bekannten Verbindungstechnik.

Der Innendurchmesser des den Hülsenflansch 24 umschließenden Kragens 25 einerseits und der Außendurchmesser des die Scheibe 27 umschließenden Kragens 28 sind so bemessen, daß die Tragscheibe 26 bei der Montage radial positioniert ist und nach planer Anlage am Hülsenflansch 24 mit diesem in bekannter Weise drehfest verbunden werden kann. Der Kragen 25 bildet mithin einen Ansch'».p, xch den die Tragscheibe 26 bei der Montage lagerichtig positioniert wird. Die klauenartigen Mitnehmer 31 haben eine dem Abstandst maß zwischen dem inneren Kragen 30 und dem äußeren Kragen 28 der Tragscheibe entsprechende Radialer-Streckung und werden mit ihren der Tragscheibe zugewandten Stirnkanten an letztere angeschlossen,, wobei die genannten Kragen 28, 30 der Tragscheibe ebenfalls gewissermaßen Anschläge für die Mitnehmer bilden und die radiale Positionierung bei der Montage gewährleisten. Die Verbindung der Mitnehmer mit der Tragscheibe erfolgt wiederum in beliebiger, bekannter Weise, etwa mittels Kleben oder Schweißen.

Bei der in Fig. 1 mit ihren Einzelteilen veranschaulichten Ausführungsform sind der Hülsenteil 22, die Tragscheibe 26 und die klauenartigen Mitnehmer 31, bei denen es sich um Aufnahmsvorridjtungen für nicht weiter dargestellte, pufferartige Zwischenglieder aus plastisch verformbarem Werkstoff handelt, als Blechformteile ausgebildet. So handelt es sich bei dem Hülsentefl und der Tragscheibe um Ziehteile, während die klauenartigen Mitnehmer aus Bandmaterial geformt und längs einer in axialer Richtung verlaufenden Trennfuge zusammengefügt sind, beispielsweise verschweißt.

Anstelle als Einzelteile gefertigter Mitnehmerklauen können die Mittel zum Übertragen der Umfangskräfte von der Tragscheibe einer Kupplungshälfte auf die Tragscheibe der anderen Kuppiungshälfte auch aus einem fortlaufenden Blechband geformt sein, das zwischen den durch die Kragen 28, 30 gebildeten radialen Positionierungen der Tragscheibe bogenförmig verläuft und den Flanken 32,32' der Mitnehmerelemente in F i g. 1 entsprechende Mitnehmerflanken bildet

Fig.2 veranschaulicht eine aus den Einzelteilen gemäß F i g. 1 zusammengebaute Kupplungshälfte, bei der die Hülse des Hülsenteils 22 den Nabenteil 20 aufnimmt und auf der vom Nabenteil entfernten Seite an den Hülsenflansch die mit klauenartigen Mitnehmern bestückte Tragscheibe drehfest angeschlossen ist

Bei den für den Aufbau einer Flanschkupplung bestimmten Einzelteilen gemäß F i g. 3 handelt es sich um einen beispielsweise mit dem Schwungrad einer Kraft- oder Arbeitsmaschine verbindbaren Anschraubflansch 40, der einen im Bereich einer zentralen Mittelöffnung 41 aus der Flanschebene hochgestellten Kragen 42 als Anschlag zur radialen Positionierung der in der oben beschriebenen Weise mit dem Flansch 40 verbindbaren Tragscheibe 26' besitzt Diese Tragscheibe ist in ihrem grundsätzlichen Aufbau identisch mit der Tragscheibe 26 gemäß F i g. 1 und besteht aus einer Kreisscheibe IT mit einem im Bereich ihres äußeren Umfangs hochgestellten Kragen 28' und einem in gleicher Weise hochgestellten Kragen 30' im Bereich einer zentralen Mittelöffnung 29'.

Bei der Montage der Kupplung wird die zuvor in der oben beschriebenen Weise mit klauenartigen Mitnehmern zum Übertragen der Umfangskräfte bestückte Tragscheibe auf den Anschraubflansch 40 aufgesetzt, wobei der im Bereich der Mittelöffnung 41 hochgestellte Kragen 42 des Anschraubflanschs in Verbindung mit dem im Bereich der Mittelöffnung 23* der Tragscheibe hochgestellten Kragen 30' eine radiale Positionierung gewährleistet

Grundsätzlich können der Anschraubflansch 40 und die Tragscheibe 26' in der oben in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 beschriebenen Weise miteinander verbunden werden. Es ist jedoch auch eine drehfeste Verbindung mittels Verschraubungen möglich, zu welchem Zwecke der Anschraubflansch 40 und die Tragscheibe 26' mit Schraubenlöchern 43,44 versehen sind. Im übrigen besitzt der Anschraubflansch 40 in dem sich radial über die Tragscheibe (im montierten Zustand) erstreckenden Abschnitt Schraubenlöcher 45, durch die einen drehfesten Anschluß des Anschraubflanschs an beispielsweise das Schwungrad einer Kraft-

oder Arbeitsmaschine vermittelnde Befestigungsschrauben hindurchgeführt werden können.

Ein charakteristisches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß dem jeweiligen Einsatzzweck entsprechend unterschiedlich gestaltete bzw. voneinander abweichende Abmessungen aufweisende Bauteile miteinander kombiniert werden können. Bekanntlich ist es im Kupplungsbau allgemein üblich, die beispielsweise als Gußformteil hergestellten Kupplungshälften im Bereiche ihrer Naben nur mit Vorbohrungen auszurüsten, welche Vorbohrungen dann gemäß Kundenbestellung auf das geforderte Wellenmaß aufgebohrt werden.

Dazu bedarf es einer Einspannung der gesamten Kupplungshälften in speziell hierfür hergerichteten Vorrichtungen, was einerseits vorrichtungstechnische Aufwendungen erfordert, andererseits angesichts der erheblichen Gewichte insbesondere größerer Kupplungshälften Transport- und Bearbeitungsprobleme schafft. Erfindungsgemäß sind demgegenüber allenfalls die als vollzylindrische Drehteile ausgebildeten Naben 20 einer Bohroperation zu unterziehen. Im Regelfalle

jo wird jedoch die Montage der nach Kundenwünschen auszulegenden Kupplungen aus vorgefertigten Einzelteilen gelingen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elastische Kupplung zum Libertragen von Drehmomenten, mit zwei als Blechformteile ausgebildeten Kupplungshälften, die auf einander zugekehrten Stirnseiten untereinander gleiche, wechselweise ineinandergreifende, klauenartige Mitnehmer aufweisen, zwischen denen elastische Pufferelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplungshälfte eine Anschlußscheibe (24, 40) und eine mit dieser verbundene Tragscheibe (26,26') umfaßt, auf der die Mitnehmer (3t) befestigt sind, wobei die Anschlußscheibe Anschläge (25, 4-2) für die Tragscheibe und diese wiederum Anschläge (28, 30; 28', 30') für die Mitnehmer aufweist.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge der Anschlußscheibe (24, 40) und/oder der Tragscheibe (26, 26') aus der Scheibenebene hochgeformte Flanschen (25, 28,30; 42,28', 30') sind.

3. Elastische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (31) zwischen ihre Lage radial begrenzenden Ringflanschen (28, 30; 28', 30') der Tragscheibe (26, 26') angeordnet sind.

4. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußscheibe (24) mit einer der Aufnahme eines Nabenteils (20) dienenden Hülse (23) fest verbunden ist