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NACHGIEBI KUPPLUNG Die Erfindung betrifft eine nachgiebige Kupplung,
welche einen auf einer Welle anzuordnenden Nabenteil und einen mit dem Nabenteil
in wenigstens annähernd gleicher Ebene befindlichen, über eine Schwungscheibe, einen
Flansch od. dgl. an der anderen Welle od. dgl. zu befestigenden Außenring aufweist,
wobei Nabenteil und Außenring durch eine oder mehrere Ringscheiben aus elastischem
Material miteinander verbunden sind, welche durch Gewebeeinlagen aus Draht-, Textil-
oder Kunststoffäden verstärkt ist bzw. sind und zur Erhöhung ihrer Nachgiebigkeit
einseitig gewölbt ausgebildet ist bzw. sind.
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Bei bekannten Kupplungen vorstehend genannter Art sind die eine übermäi3ige
Dehnung des gummielastischen Werkstoffes der Ringscheiben verhindernden Gewebeeinlagen
an ihrem inneren und äußeren Rand um äe einen Versteifungsring umgeschlagen, so
daß die Ränder der Gewebeeinlagen aus zwei Gewebelagen bestehen, die am Außen- und
Innenumfang zusammenhängen und dort einen Versteifungsring umschließen. Die Versteifungsringe
werden sowie innen als auch außen von den Ringscheiben überdeckt und sind an den
Kupplungsteilen mittels Ringen od. dgl. befestigt.
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Diese bekannten Kupplungen haben den Nachteil, daß sich die Gewebeeinlagen
beim Umschlagen um die Versteifungsringe in Falten legen. Dies hat zur Folge, daß
sich für eine einzige Gewebelage,die umgeschlagen wird und Falten bildet, eine dreifache
Lagenstärke ergibt. Ein weiterer Nachteil besteht bei Verwendung von Flach ringen
als Versteifungsringendarin, daß die maximale Einklemmung nur dort gegeben ist,
wo sich die Falten gebildet haben. Dieser Nachteil wirkt sich besonders bei Drehmomentüberfragung
aus, weil die Gewebeeinlagen der elastischen Ringscheiben ungleichmäßig belastet
werden. Daraus resultiert, daß bei den durch Klemmringen befestigten Ringscheiben
die mittels durch diese hindurchgeführte Spannbolzen gegen die starren Kupplungsteile
gezogen sind, die Übertragung des Drehmomentes im wesentlichen nur durch die Klemmschrauben
selbst bzw. dort, wo sich die Falten gebildet haben, stattfindet. Dies bringt entweder
die Gefahr des Einreißens der Gewebeeinlagen mit sich, oder aber eine Begrenzung
der erzielbaren Drehmomentübertragung, um diesen Nachteil auszuschalten, wobei Jedoch
ein anderer Nachteil, nämlich die Begrenzung der Drehmomentübertragung, in Kauf
genommen werden muß.
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Es ist zwar möglich, die Gewebeeinlagen in elastische Ringscheiben
einzubetten, die stark genug sind, um die Faltenbildung zu erlauben, jedoch geht
dann der Anpreßdruck der Gewebelagen zwischen den Faltenbildungen umso mehr verloren,
weil sich der Gummi bei Einklemmung aus der Klemmzone herausschiebt.
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Bei größeren Abmessungen werden die elastischen Ringscheiben durch
mehrere Schichten von Gewebeeinlagen und ebenfalls mehreren in Achsrichtung nebeneinanderliegenden
Versteifungsringen an den Rändern verstärkt. Bei diesen Ausführungen wirken sich
das Umschlagen und.die damit zwangsläufig entstehende Faltenbildung besonders ungünstig
aus, weil sich der hierfür benötigte Platz auch noch addiert und zu immer größer
werdenden Schichtungen führt, was zur Folge hat, daß der erforderliche Anpreßdruck
zur Erzeugung der Reibung zwischen den elastischen Ringscheiben und den Metallteilen
der Kupplung zunehmend absinkt. Hierbei schiebt sich außerdem der Gummi bei Einklemmung
aus den Klemmzonen heraus, oder aber er wird bei Drehmomentübertragungen herausgezogen.
Das zu übertragende Drehmoment muß zwangsläufig zunehmend von dem durch die Ringscheiben
hindurchgeführten Spannbolzen bzw. dort, wo sich die Falten gebildet haben, aufgenommen
werden.
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Auf jeden Fall benötigen selbst die radialsteifen Flachringe in Verbindung
mit ungeschlagenen Gewebeeinlagen und der vorbeschriebenen Faltenbildung eine dreifach
höhere Schichtung, die in den
elastischen Ringscheiben eingebettet
ist, so daß infolge der Faltenbildung keinesfalls verhindert werden kann, daß die
elastischen Ringscheiben bei Drehmomentübertragung aus der Einspannung herausgezogen
oder herausgedrückt werden.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Kupplungen besteht darin, daß
sich durch die in den äußeren und inneren Einspannstellen der elastischen Ringscheiben
in diese eingebetteten Gewebeeinlagen gleich welcher Art Schichtstärken ergeben,
welche infolge der Biegebeanspruchung zur Überbeanspruchung oder aber, um dieses
zu vermeiden, zu Überdimensionierung der Spannbolzen führen.
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Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine nachgiebige Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche
derart aufgebaut ist, daß die Gewebeeinlagen in den Einspannstellen gleichförmig
beansprucht und das elastische Material der Ringscheiben weder durch den Einspanndruck
noch bei Übertragung des Drehmoments aus der Einklemmung gedrückt oder gezogen werden
kann, und sich Schichtungen ergeben, die eine Überbeanspruchung der Spannbolzen
verhindern.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Gewebeeinlage
bzw. Gewebeeinlagen die Ringscheibe bzw. Ringscheiben allseitig überragt bzw. überragen
und mit ihrem Innen- und Außenrandbereich bzw. ihren Innen- und Außenrandbereichen,
einerseits am Nabenteil und andererseits am Außenring, mittels Klemmringen od. dgl.
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festgespannt sind. Die hauptsächl ich der Drehmomentübertragung
dienenden
Gewebe einlagen liegen in dünner Schichtung flach aufeinander, so daß sie in axialer
Richtung wenig Raum beanspruchen und unter hohem Druck eingespannt werden können.
Besondere Klemmringe als Reibungsflächen sind deshalb nicht mehr erforderlich, sondern
die Verspannung wird von den seitlich an den Ringscheiben aus elastischem Material
anliegenden Klemmringen übernommen. Das elastische Material, wie z.B. Gummi, welches
zur Erzielung der Dämpfungseigenschaften der Kupplung eingesetzt ist, erstreckt
sich nicht in die Verspannungsbereiche und wird daher durch die Einklemmung nicht
beeinflußt.
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Die Befestigung der Ränder der Ringscheibe bzw. Ringscheiben an mindestens
je einem äußeren und je einem inneren Klemmringkann durch Vulkanisation od. dgl.
erfolgen. Die diinnen, flach aufeinanderliegenden Gewebeeinlagen können, da diese
direkt aufeinanderliegen, einen sehr hohen Anpreßdruck aufnehmen, wodurch sowohl
an den äußeren als auch an den inneren Klemmringen od. dgl.
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oder auch an den Metallteilen der Kupplung selbst die höchtmögliche
Reibwirkung erzielbar ist, ohne durch den Einspanndruckherausgedrückt oder bei Drehmomentübertragung
herausgezogen werden zu können.
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Die Gewebeschichten können entweder loseaufeinanderliegend, mittels
eines elastischen Klebemittels verklebt, oder auch durch elastische Materialien
selbst miteinander und/oder mit der äußeren und/oder inneren elastischen Schicht
der Ringscheiben verbunden sein Bei größeren Abmessungen, bei denen zur ubertragung
des Drehmoments viele Gewebeeinlagen benötigt werden, können zur Vergrößerung der
Reibflächen zusätzlich Verspannungsringe zwischen die flach aufeinanderliegenden
Gewebeschichten
eingefügt werden, um die Größe der Spannflächen zu erhöhen.
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Vorteilhaft sind die Spannflächen von Nabenteil und/oder Außenring
und/oder Klemmringen oa dgl. und/oderVerspannungsringen profiliert, um deren Spannflachen
zu vergröJern. Hierdurch ist es möglich, größere Momente zu übertragent Nach einem
weiteren MerkmaL der Erfindung sind der Nabenteil und der Außenring sowie die Randbereiche
der Gewebeeinlage bzw. -einlagen mit achsparallelen Bohrungen für die Aufnahme von
Spannschrauben ausgerüstet. Es ist nicht erforderlich, daß die Spannschrauben durch
die Ringscheibenelemente hindurchgeführt werden, sondern diese können außerhalb
der Ringscheiinelemente angeordnet sein.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können die Gewebeeinlagen
vergleichsweise dünn gehalten werden, so iaf; eine extreme Biegebeanspruchung der
Spannschrauben verhindert wird, wie dies beispielsweise bei in den elastischen Ringscheiben
eingebetteten Versteifungsringen und um diese umgeschlagene Gewebe einlagen einschließlich
der hieraus resultierenden Faltenbildung möglich ist. Die anvulkanisierten Klemmringe
od. dgl. können auch gleichzeitig als Bestandteil der Kupplung selbst ausgebildet
sein.
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Zur Verhinderung einer Faltenbildung am inneren Umfang, hervorgerufen
durch die einseitige Auswölbung der Ringscheiben, ist es zweckmäßig, das Gewebe
vor dem Einlegen zwischen die Schichten der Ringscheiben,z.B. durch Wärmeeinwirkung,
vorzuformen.
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Um die Verdrehelastizität, die radiale, die axiale und die Winkelverlagerungskapazität
der Kupplung zu erhöhen, können die Ringscheiben so hergestellt werden, daß die
inneren Kupplungsteile mit den äußeren nicht in einer Ebene liegen. Vielmehr sollen
die Ringscheiben so hergestellt werden, daß die inneren und/oder äußeren Kupplungsteile,
z.B. symmetrische Anordnung, erst bei der Montage axial zusammengezogen werden.
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Hierdurch werden die elastischen Schichten der Ringscheiben radial
in einen labilen Zustand gebracht, wodurch sich die vorbeschriebenen, erforderlichen
Kapazitäten erhöhen.
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Der konstruktive Aufbau des Erfindungsgegenstandes ist so, daß die
Schichten der Ringscheiben in ihrer Stärke unterschiedlich bemessen sind. Außen
ist eine relativ dünne und innen eine wesentlich stärkere Schicht aus elastischem
Material vorgesehen, die durch die Gewebeeinlagen voneinander getrennt sind. Da
sich aber die Gewebeeinlagen bei Drehmomentaufnahme der Kupplung strekken und die
ursprüngliche Wölbung abflacht, wird somit die innenliegende Schicht der Ringscheibe
vorteilhaft auf Druck beansprucht. Zur Erzielung einer bestimmten Drehmomentenkurve
kann diese innenliegende elastische Schicht der Ringscheibe in ihrer
Stärke
und Härte entsprechend bemessen werden, ohne die Drehmomentkapazität zu beeinflussen,
während die außenliegende ? relativ dünne elastische Schicht einen vernachlässigbar
kleinen Einfluß afden Verlauf der Drehmomentenkruve hat und daher entweder aus sehr
weichem oder auch chemischen Einflüssen gegenüber resistentem Material, wie z.B.
Perbunan, Vulkolan od. dgl. bestehen kann, ohne die Dämpfungseigenschaften der Kupplung
negativ zu beeinflussen.
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Die Wölbung der Ringscheiben kann einseitig, jedoch auch doppelt,
z.B. S-förmig sein, oder aber auch eine andere Form besitzen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung näher
erläutert, und zwar zeigt: Fig 1 die geschnittene Ansicht der oberen Hälfte einer
Kupplung mit doppelter Gewebeeinlage und Fig. 2 die gleiche Darstellung einer Kupplung
mit sechsfache Gewebeeinlage.
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Die Kupplung besteht im wesentlichen aus dem Nabenteil 1, welcher
auf einer nicht weiter dargestellten Welle zu befestigen ist, sowie dem Außenring
2, welcher über eine nicht weiter dargestellte Schwungscheibe, einen Flansch od.
dgl. an der anderen, ebenfalls nicht dargestellten Welle zu befestigen ist. Im monterten
Zustand liegen Nabenteil 1 und Außenring 2 in annahernd dr gleichen Ebene.
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Nabenteil 1 und Außenring 2 sind durch eine Ringscheibe 3 miteinander
verbunden. Die Ringscheibe 3 ist aus elastischem Material, beispielsweise Gummi;und
besteht aus den beiden Schichten 4,5, die zwischen sich die Gewebeeinlagen 6,7 einschliessen.
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Zur Erhöhung ihrer Nachgiebigkeit ist die Ringscheibe 3 einseitig
ausgewölbt.
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Die Gewebeeinlagen 6,7 überragen mit ihren inneren und äußeren Randbereichen
8,9 die Schichten 4,5 der Ringscheibe 3. Diese Randbereiche 8,9 sind in die äußeren
Klemmringe 10, 11 und in die inneren Klemmringe 12,13 eingespannt. Die Klemmringe
10- 13, die Randbereiche 8,9 der Gewebeeinlagen 6,7 sowie der Nabenteil 1 und der
Außenring 2 sind mit achsparallelen Bohrungen 14 ausgerostet, in welche nicht weiter
dargestellte Spannschrauben eingesetzt sind, die eine feste Verspannung vorgenannter
Teile miteinander bewirken.
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Die Schichten 4,5 sind an den Stirnflächen der inneren und äußeren
Klemmringe 10 - 13 befestigt, beispielsweise durch Vulkanisation, Klebung od. dgl.
Hierdurch wird erreicht, daß die Schichten~4,5 der Ringscheibe 3 sich nicht in die
eigentiche Klemmstelle erstrecken, sondern lediglich die Randbereiche 8,9 der Gewebeeinlagen
6,7 festgespannt werden.
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Die Klemmringe 10 - 13 weisen auf ihren Spannflächen eine Profilierung
auf, so daß die Einspannwirkung witerhin erhöht wird.
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Die Schicht 4 der Ringscheibe 3 besitzt gegenüberder Schicht 5 eine
wesentlich geringere Stärke, wasden Vorteil hat, daß die stärkere Schicht 5 auch
stärker auf Druck beansprucht wird.
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Die Kupplung gemäiz Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig.
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1 im wesentlichen dadurch, daß die Ringscheibe 3 zur ubertragung eines
größeren Drehmoments, z.B. mit vier flach aufeinanderliegenden Gewebeeinlagen 16,
17, 18, 19 versehen ist. Außerdem ist an der inneren Einspannstelle zusätzlich ein
Verspannungsring 15 vorgesehen, der zwischen je zwei Gewebeeinlagen 16, 17 bzw.
18, 19 sich erstreckt.