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Steckbare elastische Wellenkupplung Die Erfindung bezieht sich auf
eine steckbare elastische Wellenkupplung mit einem zwischen treibender und getriebener
Kupplungshälfte lose eingelegten in wesentlichen ringförmig angeordneten Kupplungselement
aus elastischem Werkstoff wie Gummi oder Kunststoff, welches in regelmäßiger Anordnung
Ausnehmungen zum £ingriff von mit den Kupplungshälften verbundenen Mitnehmern aufweist,
die - in Umfangsrichtung abwechselnd - aus entgegengesetzten Axialrichtungen in
die Ausnehmungen greifen, wobei zwischen je zwei benachbarten Aussparungen befindliche
Nocken des Kupplungselements untereinander durch Stege verbunden sind.
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Steckbare elastische Wellenkupplungen dieser Art sind insbesondere
als elastische Klauenkupplungen mit
druckelastischen Elementen bekannt.
Sie gestatten eine dreh- und/oder biegeelastische Verbindung von Wellen miteinander
oder von Wellen mit auf diesen gelagerten Antriebselementen, wie Zahnrädern oder
Riemenscheiben, wobei sowohl dem Antrieb wie auch dem Abtrieb als Kupplungshälfte
je ein Kupplungskörper zugeordnet ist. Bei den bekannten Wellenkupplungen bestehen
diese Kupplungskörper aus stählernen oder gegossenen rotationssymmetrischen Körpern
mit fest angeformten, axial ausgerichteten Mitnehmern in Form von Klauen. Diese
Klauen der beiden Kupplungshälften greifen im zusammengebauten Zustand der Wellenkupplung
in Hohl- oder Zwischenräume eines mit Nocken versehenen elastischen Kupplungsringes,
wobei diese Aussparungen der Form der Klauen angepaßt sind. Das elastische Kupplungselement
liegt lose zwischen den Kupplungskörpern, die durch die Zuordnung der antreibenden
und der abtreibenden Welle in Kupplungslage am Platze gehalten sind.
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Diese bekannten Wellenkupplungen haben zwar den Vor teil, daß die
elastischen Kupplungselemente aus relativ einfachen Formkörpern gebildet werden,
die Kupplungskörper jedoch kompliziert gestaltete Wellenflansche darstellen, deren
Fertigung insbesondere bei großen Kupplungen auf= wendig und kostspielig ist, Demgemäß
ist es Aufgabe der Erfindung, unter Beibehaltung
eines einfach gestalteten
elastischen Kupplungselements die Wellenkupplung der eingangs erwahnten Gattung
mit sehr einfachen Kupplungshälften auszustatten.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Mitnehmer abwechselnd
radial auf der einen und axial an der anderen Kupplungshälfte gesondert befestigt
sind. Diese Merkmale des Erfindungsgegenstandes bieten eine Reihe von Vorteilen
gegenüber dem Stand der Technik. Unter Beibehaltung cier Vorzüge einer axial steckbaren
und mit lose versehenen Wellenkupplung einliegendem elastischem Kupplungselement/iönnen
zunächst aufwendige Kupplungskörper in Fortfall gelangen. Die gesonderten Mitnehmer,
die als Bolzen oder als keil- oder klotzförmige Zapfen ausgebildet sein können,
sind bei radialer Anordnung auf einem angepaßten Teilkreis auf den Umfang einer
glatten zylindrischen Nabe setzbar, die ihrerseits über bekannte Kupplungsmittel
mit einem Wellenstumpf verbunden werden kann. Derartige zylindrische Naben sind
als Normteile im Handel erhältlich. Die axial angeordneten Mitnehmer, die der anderen
Kupplungshälfte zugeordnet sind, können auf einem entsprechenden Teilkreis an einer
einfachen Flanschnabe, die auf der Gegenwelle sitzt, axial vorstehend befestigt
werden. Da in vielen Fällen an der treibenden oder getriebenen Kupplungshälfte bereits
flanschartige Antrieb elemente, wie beispielsweise Schwungscheiben, Bremsscheiben
oder
Stirnräder zur Verfügung stehen, können bei der erfindungsgemäßen Wellenkupplung
die axial ausgerichteten Mitnehmer unmittelbar mit den ohnehin zur Verfügung stehenden
Maschinenteilen verbunden werden, ohne daß hier besondere, verbindende Kupplungskörper
erforderlich sind.
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Die Mitnehmer nach der Erfindung können jeweils am zugehörigen Kupplungsteil
angeschraubt oder beispielsweise auch mit Hilfe von Kerbstiften od.dgl. befestigt
werden.
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Die auf der zylindrischen Nabe oder auch unmittelbar auf einer Welle
angeordneten radialen Mitnehmer sind dabei durch gleichfalls radial verlaufende
Befestigungsmittel am Platze gehalten, während die dem flanschartigen Kupplungsteil
zugeordneten, axial ausgerichteten Mitnehmer durch axial verlaufende Befestigungsmittel
lagefixiert sind.
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Weitere Vorteile des Erfindungsgegenstandes bestehen darin, daß die
Kupplungshälften (zylindrische Nabe - Flanschnabe) ohne axiale Verschiebung quer
ausgebaut werden können, was dadurch leicht herbeizuführen ist, daß die axialen
Befestigungsmittel für die axial ausgerichteten Mitnehmer entfernt werden. Gleichfalls
durch Entfernen der Mitnehmer der einen oder der anderen Kupplungshälfte können
Antrieb und Abtrieb ohne axiale Verschiebung und Demontage der Kupplungshälften
getrennt werden. Mit dem Erfindungsgegenstand lassen
sich auch auf
sehr simple Weise Gelenkwellen durch doppelseitige Anordnung der neuen Wellenkupplung
an den Enden einer Verbindungswelle herstellen.
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Es ist zwar gemäß DT-PS 2 019 608 vom Prinzip her bekannt, eine elastische
Wellenkupplung mit axialen Befestigungsmitteln an einer Kupplungshälfte und mit
radialen Befestigungsmitteln an der Gegenkupplungshälfte anzuordnen. Beim dortigen
Gegenstand sind jedoch die metallenen Mitnehmer in einem ringförmigen elastischen
Kupplungselement aus Gummi einvulkanisiert, und der Kupplungsring steht unter Druckvorspannung.
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Auch ist diese bekannte Kupplung nicht durch ein lose zwischen die
Kupplungshälften eingelegtes Kupplungselement in einfacher Weise steckverbindbar.
Beim Gegenstand der Erfindung hingegen kann das ausschließlich aus Kunststoff oder
Gummi bestehende Kupplungselement als sehr einfacher Formkörper ausgeführt werden.
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Eine besonders einfache Ausführung des mit den Mitnehmern zusammenwirkenden
Kupplungselements ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stege des Kupplungselements
jeweils zwischen einer Kupplungshälfte und einem an der anderen Kupplungshälfte
befestigten Mitnehmer verlaufen. Auf seiten der zylindrischen Nabe unterfängt ein
in Umfangsrichtung und axial verlaufender Steg die axialen Mitnehmer, während an
der
Stirnfläche der flanschartigen Gegenkupplungshälfte Stege radial
und in Umfangsrichtung verlaufend die radial auf der zylindrischen Nabe befindlichen
Mitnehmer hintergreifen.
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Diese Stege gewährleisten bei Aufrechterhaltung des Werkstoffverbundes
der einzelnen Nocken des Kupplungselements untereinander eine sichere laagefixierung
zwischen den Kupplungshälften.
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Hinsichtlich der baulichen Vereinfachung der elastischen Wellenkupplung
kann - und dies ist insbesondere bei großen Kupplungen vorteilhaft - das Kupplungselement
aus Einzelsegmenten bestehen, welche in Radialebene und in Umfangsrichtung verlaufende
Steghälften bilden, die im Bereich zwischen einem radial angeordneten Mitnehmer
der einen Kupplungshälfte und der anderen Kupplungshälfte entlang radialer Kanten
aneinanderliegen. Derartige Kupplungselemente würden sich @@@ von einem zusammenhängenden,
im wesentlichen ringförmig gestalteten Kupplungselement dadurch unterscheiden, daß
die zuletzt beschriebenen Stege zwischen den' radialen Mitnehmern und der flanschartigen
Kupplungshälfte in radialer Richtung getrennt wären. Derartige Einzelsegmente benötigen
weniger aufwendigere Formen als ein zusammenhängender, großer elastischer Kupplungsring.
Die bestimmungsgemäße Betriebslage der Einzel segmente wird zuverlässig gewährleistet
durch die axial angeordneten Mitnehmer, die eine Verschiebung
in
Umfangrichtung der Segmente nicht zulassen sowie andererseits durch die die radialen
Schlitze in den Stegen überdeckenden radial ausgerichteten Mitnehmer. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind anhand der beiliegenden Zeichnungen nachstehend beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Stirnansicht der neuen Wellenkupplung, wobei zwei Ausführungsformen
dargestellt sind und Fig. 2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie II-II der Fig. 1.
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Die Wellenkupplung 10 dient der dreh- und/oder biegeelastischen Verbindung
einer nicht dargestellten Welle, auf die als eine Kupplungshälfte eine zylindrische
Nabe 11 mit ihrer Bohrung 15 aufgesetzt ist. Die drehfeste Verbindung zwischen Nabe
und Welle erfolgt mit bekannten Kupplungsmitteln.
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Über den Außenumfang der zylindrischen Nabe 11 sind in einer radialen
Ebene und in regelmäßigen Abständen metallene Mitnehmer 16 angeordnet, die im dargestellten
Falle durch versenkt angeordnete Radialschrauben 17 mit Innensechskant fixiert sind.
Die radial angeordneten Mitnehmer 16 lagern
in Aussparungen 18 eines
ein ringförmiges Gebilde darstellenden elastischen Kupplungselements 19 aus Kunststoff
oder Gummi. Die Aussparungen 18 sind nach drei Seiten offen und lediglich gegen
die zweite Kupplungshälfte 20, ein flanschartiges Teil, durch einen Steg 21 begrenzt.
Gegen je einen dieser Stege 21 kommen die Mitnehmer 16 zur Anlage, wodurch das Kupplungselement
19 zwischen den Kupplungshälften 16 und 20 gehalten ist.
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Vor die Stirnfläche 22 der Gegenkupplungshälfte 20, beispielsweise
einer Flanschnabe oder einer Kupplungsscheibe od. dgl., sind in regelmäßiger Anordnung
auf einem Teilkreis axial gerichtete Mitnehmer befestigt, deren Anzahl mit derjeniger
der radialen Mitnehmer 16 übereinstimmt. Im dargestellten Falle sind die Mitnehmer
23 durch Axialschrauben 24 gesichert, doch könnte die Befestigung der axialen Mitnehmer
23 ebenso wie auch die der radialen Mitnehmer 16 durch Kerbstifte, Kopfbolzen od.dgl.
erfolgen.
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Je nach den gewünschten elastischen und Kraftübertragungsverhältnissen
können die axialen Mitnehmer als Buchsen ausgebildet sein, wie es in Fig. 2 dargestellt
ist; es ist jedoch auch möglich, diesen axialen Mitnehmern 23 eine in etwa keilförmig
sich in Richtung auf die Nabe verjüngende Gestalt zu geben, wie es im linken oberen
Drittel
der Fig. 1 dargestellt ist.
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Auf die axialen Mitnehmer 23 wird beim Zusammenbau der Kupplung das
elastische Kupplungselement 19 in axialer Richtung aufgeschoben, so daß die Mitnehmer
23 in zumindest radial geöffneten Ausnehmungen 25 zu liegen kommen. Diese Ausnehmungen
sind in ihrem Querschnitt den Konturen der verwendeten Mitnehmer 23 angepaßt. Sie
können am Außenumfang des Kupplungselements 19 offen sein (bei 26), sie können jedoch
auch außenseitig vom Werkstoff des Kupplungselements umgeben sein (bei 27). In jedem
Falle sollte jedoch eine einheitliche Gestaltung der Wellenkupplung gegeben sein,
so daß entweder die Kupplung wie im linken oberen Drittel der Fig. 1 oder wie in
den beiden anderen Dritteln der Fig. 1 dargestellt ausgeführt ist. Auch andere,
von den dargestellten Ausführungen abweichende Ausführungen sind im Rahmen der Erfindung
möglich.
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Anhand von Fig. 1 sieht man am besten, daß zwischen je zwei benachbarten
Mitnehmern 16, 23 Nocken 28, also druckelastische Polster, belassen sind, die im
Bereiche der axialen Mitnehmer 23 zwischen diesen und der Nabe 11 durch Stege 29
voneinander getrennt sind. Diese Stege 29 bilden den Werkstoffverbund zwischen den
einem Mitnehmer 23 benachbarten Nocken 28.
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Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ersichtlich, in welch einfacher
Weise die Mitnehmer 16 radial ausgerichtet mit einer zylindrischen Norm-Nabe verbindbar
sind, während die Mitnehmer 23 in ebenso einfacher Weise an einem flanschartigen
Kupplungsteil befestigbar sind. Unter Zwischenlage des elastischen Kupplungselements
19 sind die Kupplungsteile leicht axial gegeneinander steckbar.
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Beim bisher geschilderten Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen,
daß das elastische Kupplungselement einstückig ausgebildet ist. Insbesondere bei
großen Kupplungen ist es jedoch vorteilhaft, das elastische Kupplungselement in
Einzel segmente zu unterteilen, deren Anzahl zweckmäßig derjenigen der Mitnehmer
16 bzw. 23 entspricht. Diese Segmente werden dadurch erhalten, daß man das einteilige,
im wesentlichen ringförmige Kupplungselement 19 im Bereich der Stege 21 radial durchtrennt,
so daß die Einzelsegmente mit radialen Kanten 30 aneinder liegen bzw. voreinander
stoßen. Es werden so Steghälften 31 gebildet (Fig. 1 oben).
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Die Einzel segmente behalten ihre Betriebsstellung zuverlässig bei
durch ihre Fixierung mittels der Mitnehmer 23 sowie dadurch, daß jedem durch die
radialen Kanten 30 gebildeten Schlitz ein ihn überdeckender Mitnehmer 16 vorgelagert
ist.
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Je nach dem gewünschten elastischen Verhalten der Kupplung wird man
einen mehr oder weniger nachgiebigen Werkstoff wählen, wozu Gummi und besondere
Kunststoffe infrage kommen.