DE2530389C3

DE2530389C3 - Shaft coupling

Info

Publication number: DE2530389C3
Application number: DE19752530389
Authority: DE
Inventors: Christian 4600 Dortmund Brieseck; Lothar Dipl.-Ing. 4750 Unna Ernst
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1975-07-08
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE2530389B2; DE2530389A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung mit mindestens einem halbreifenförmigen elastischen Kupplungsglied, das mit Verstärkungseinlagen versehen ist, die um zwei axial zueinander versetzte Ringe verschiedenen Durchmessers herumgelegt und in elastisches Material eingebettet sind.The invention relates to a shaft coupling with at least one semi-hoop-shaped elastic Coupling member which is provided with reinforcing inserts around two axially offset rings of different diameters are laid around and embedded in elastic material.

Kupplungsglieder dieser Art sind bekannt (DE-PS 70 051). Bei diesen Kupplungsgliedern sind Drahtgeflechte als Verstärkungseinlagen vorgesehen, die zur Herstellung der Kupplungsglieder in die Formen zur Vulkanisierung der Halbreifen eingelegt werden. Diese Herstellungsart ist sehr aufwendig und die elastischen Eigenschaften solcher Kupplungsglieder sind wegen der verwendeten Drahtgeflechte nicht sehr gutCoupling members of this type are known (DE-PS 70 051). These coupling links are wire mesh provided as reinforcement inserts, which are used to manufacture the coupling links in the molds Vulcanization of the half tires are inserted. This type of production is very complex and the elastic Properties of such coupling links are not very good because of the wire mesh used

Man hat daher elastische Kupplungsglieder auch schon dadurch hergestellt, daß zunächst Einlagestreifen in Form von elastischen Fäden zwischen zwei Metallringen aufgewickelt werden, die konzentrisch zueinander angeordnet sind (DE-GM 71 31 724). Vor dem Einvulkanisieren wird dann der äußere Ring entfernt oder seine Lage verändert, so daß die Fäden sich der späteren, schalenförmigen Form des gummielastischen Kupplungsgliedes anpassen. Dieses Kupplungsglied kann dann zwischen zwei Flanschen eingespannt werden, so daß die gewünschte Wellenkupplung erreicht wird. Diese Kupplungsglieder sind sehr drehelastisch, weisen aber den Nachteil auf, daß sie zur Übertragung von höheren Drehmomenten nicht ohne weiteres eingesetzt werden können, weil bei einer zu starken Verdrehung des äußeren Ringteiles gegenüber dem inneren der Ring seine ursprüngliche Form verliert und unter dem Krafteinfluß zerstört werden kann. DazuElastic coupling members have therefore already been produced by first inserting strips in the form of elastic threads are wound between two metal rings that are concentric are arranged to each other (DE-GM 71 31 724). The outer ring is then vulcanized removed or changed its position, so that the threads of the later, cup-shaped form of the rubber-elastic Adjust the coupling link. This coupling member can then be clamped between two flanges so that the desired shaft coupling is achieved. These coupling links are very torsionally elastic, but have the disadvantage that they cannot be used to transmit higher torques without can also be used because if the outer ring part is twisted too much the inside of the ring loses its original shape and can be destroyed under the influence of force. In addition

ίο kommt, daß das Einlegen der Gewebefäden in die Form zum Ausvulkanisieren nicht in allen Fällen so vorgenommen werden kann, daß die Fäden anschließend alle gleichmäßig innerhalb des elastischen Materials verteilt sind. Auch dadurch entstehen im Reifen Unregelmäßigkeiten, die zu einem vorzeitigen Defektwerden führen können.ίο comes that the insertion of the fabric threads into the mold for vulcanization cannot be carried out in all cases in such a way that the threads are then all are evenly distributed within the elastic material. This also creates irregularities in the tire, which can lead to premature defects.

Es sind auch scheibenringförmige elastische Kupplungselemente bekanntgeworden (DE-OS 22 51 236), bei denen dieses Problem nicht auftritt, denn dort werden die eingelegten Fäden nur radial zwischen zwei konzentrisch zueinander angeordneten Ringen gewikkelt Der Nachteil dieser Ausführungsform ist aber wiederum darin zu sehen, daß sie nicht die Elastizität wie die bekannten reifenförmigen Kupplungsglieder aufweisen und auch beispielsweise eine Verbindung von zwei Wellenzapfen ohne Anordnung besonderer Flansche nicht ermöglichen.There are also disk ring-shaped elastic coupling elements become known (DE-OS 22 51 236), where this problem does not occur, because there the inserted threads are only radially between two Coiled rings arranged concentrically to one another. The disadvantage of this embodiment is, however again to see that they do not have the elasticity as the known tire-shaped coupling links have and also, for example, a connection of two shaft journals without the arrangement of special flanges not allow.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wellenkupplung so auszubilden, daß die eingangs erwähnten Vorteile schalen- bzw. halbreifenförmiger Kupplungselemente erreicht werden können, ohne daß Schwierigkeiten beim Einbringen der Einlagestreifen auftreten oder beim Einsatz für höhere Drehmomente ein vorzeitiger Bruch des Reifens zu erwarten ist.The present invention is therefore based on the object of designing a shaft coupling so that the Advantages of shell-shaped or semi-hoop-shaped coupling elements mentioned at the outset can be achieved, without difficulties when inserting the insert strips or when using them for higher ones Torque premature breakage of the tire is to be expected.

Die Erfindung besteht bei einer Wellenkupplung der eingangs genannten Art darin, daß die Verstärkungseinlagen als Einlagestreifen in der Form von Fäden oder Gewebebändern ausgebildet sind und zwischen den Ringen kreuzweise und in gestreckter Lage aufgewikkelt sind. Durch diese Ausgestaltung befinden sich alle Gewebestreifen in gestreckter Lage im elastischen Material eingebettet, so daß sie alle bei auftretenden Drehmomenten und Verdrehungen auf Zug beansprucht werden und sich fest an die Ringe anlegen. Es lassen sich dadurch sehr hohe Drehmomente mit einem solchen Kupplungsglied übertragen. Das neue Kupplungsglied zeichnet sich auch durch eine einfache Herstellung aus, weil die aufgewickelten Gewebestreiso fen beim Einlegen in die Vulkanisierform nicht mehr in eine andere Lage gebracht werden müssen.The invention consists in a shaft coupling of the type mentioned in that the reinforcing inserts are designed as insert strips in the form of threads or fabric tapes and between the Rings are rolled up crosswise and in a stretched position. With this configuration, all are Strips of fabric embedded in the elastic material in a stretched position, so that they all occur when Torques and twisting are subjected to tensile stress and are firmly attached to the rings. It very high torques can thereby be transmitted with such a coupling member. The new coupling link is also characterized by a simple production, because the wound up tissue streiso fen no longer have to be brought into a different position when inserting into the vulcanizing mold.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Einlagestreifen im Zick-Zack in Umfangsrichtung verlaufend angeordnet sind, wobei jeder Strang zwischen den Ringen unter einem spitzen Winkel zu dem zugeordneten Radius verläuft. Auf diese Weise kann ein Gewebestreifen kontinuierlich um den gesamten Umfang beider Ringe gewickelt werden, wobei sich auch der Vorteil ergibt, daß die Länge der zwischen den einzelnen Ringen verlaufenden Strangteile größer ist als wenn die Wicklung nur in radialer Richtung vorgenommen wäre. Es ist bei dieser Ausführungsform auch möglich, mindestens zwei Einlagestreifen unter gegenläufigem Winkel auf die Ringe aufzuwickeln, so daß auf diese Weise auch die von den Streifen auf die Ringe ausgeübten Kippkräfte gegenseitig aufgehoben werden können. Es wird lediglich notwendig, die beiden Ringe im vorgewähltenIt has proven to be particularly useful if the insert strips in a zigzag in the circumferential direction are arranged in a running manner, with each strand between the rings at an acute angle the assigned radius. In this way, a strip of fabric can be continuous around the entire circumference of both rings are wound, there is also the advantage that the length of the strand parts running between the individual rings is larger than when the winding is only radial Direction would be made. In this embodiment it is also possible to have at least two Wind up insert strips at opposite angles on the rings, so that in this way also from the strip tilting forces exerted on the rings can be canceled out mutually. It will only necessary, the two rings in the preselected

Abstand zu halten, so daß nach dem Wickeln bereits der fertige Einsatz für das Einbetten in elastisches Material vorliegt Mit dieser Ausgestaltung ist es auch möglich, mehrere Lagen von Einlagestreifen übereinander aufzuwickeln, wobei die Ausgestaltung auch so getroffen werden kann, daß die zweite Lage erst ab einem bestimmten Verdrehwinkel zur Wirkung kommt, so daß das Kupplungsglied mit progressiven Eigenschaften ausgestattet werden kann. Es tritt dann eine Art Servowirkung ein und es wird möglich, die Drehsteifigkeit des Kupplungsgliedes in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel veränderlich zu gestalten. Mit einer solchen Ausführungsform lassen sich sehr hohe Drehmomente verwirklichen, ohne daß beim Anfahren zu wenig Elastizität zur Verfügung stehtTo keep a distance, so that after winding already the ready-made insert for embedding in elastic material. With this configuration, it is also possible to wind up several layers of insert strips on top of one another, the design also being made in this way can be that the second layer only comes into effect from a certain angle of rotation, so that the coupling link can be equipped with progressive properties. Then a kind occurs Servo action and it is possible to adjust the torsional stiffness of the coupling member as a function of Make the twist angle variable. With such an embodiment, very high Realize torques without too little elasticity being available when starting up

Die Ringe können mit radial abstehenden Laschen versehen sein, die über das elastische Material hinausragen, so daß daran beispielsweise Befestigungsbohrungen zum Befestigen an Kupplungsflanschen oder zum Zusammenfügen von zwei Halbreifen zu einem Vollreifen angebracht werden können, der dann nur jeweils am inneren Durchmesser auf den Wellenzapfen befestigt wird. Dem äußeren Ring können auch Steckverbindungsteile zugeordnet sein, die ein Zusammenfügen von zwei gleichen Kupplungsteilen zu einem reifenförmigen Teil ermöglichen, der dann möglicherweise auch zusammenvulkanisiert wird. Die Laschen des äußeren Ringes können vorteilhaft auch als Teile einer Außenverzahnung ausgebildet sein, die über einen innen verzahnten Ring eine Kupplung mit einem zweiten Kupplungsglied ermöglichen. Diese Ausführungsform weist die Vorteile des an sich bekannten reifenförmigen elastischen Kupplungsgliedes auf und vereint sie aber mit den Vorteilen eines scheibenförmigen Kupplungsgiiedes, das in sehr einfacher Weise aufsteckbar ausgebildet sein kann. Diese Ausgestaltung eignet sich auch überall, da, wo am Außendurchmesser keine Verschraubung vorgenommen werden kann, weil beispielsweise der Einbau der Kupplung an Stellen erfolgt, die unzugänglich sind.The rings can be provided with radially protruding tabs over the elastic material protrude so that thereon, for example, mounting holes for attaching to coupling flanges or to join two half-tires to a solid tire can be attached, which then only is attached to the shaft journal at the inner diameter. You can also use the outer ring Be assigned plug connection parts, the joining of two identical coupling parts to one Allow tire-shaped part, which is then possibly also vulcanized together. The tabs of the outer ring can advantageously also be designed as parts of an external toothing, which has an inner toothed ring enable a coupling with a second coupling member. This embodiment has the advantages of the known tire-shaped elastic coupling member and combines them with the advantages of a disc-shaped coupling part, which can be designed to be attachable in a very simple manner. This configuration is suitable also everywhere where no screw connection can be made on the outer diameter, because For example, the coupling is installed in places that are inaccessible.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated in the drawing using an exemplary embodiment and in the following Description explained. It shows

F i g. 1 den schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete reifenförmige Wellenkupplung, die aus zwei Halbreifen zusammengesetzt ist,F i g. 1 shows the schematic longitudinal section through a tire-shaped shaft coupling designed according to the invention, which is composed of two half-hoops,

F i g. 2 die Ansicht auf die beiden mit Gewebestreifen umwickelten Metallringe eines Halbreifens der Fig. 1, ohne das diese Teile später umgebende elastische Material,F i g. 2 the view of the two metal rings wrapped with fabric strips of a half-tire of FIG. 1, without the elastic material surrounding these parts later,

F i g. 3 den Längsschnitt durch die Anordnung der F i g. 2 ebenfalls im noch nicht vulkanisierten Zustand undF i g. 3 shows the longitudinal section through the arrangement of FIG. 2 also in the not yet vulcanized state and

F i g. 4 eine Ansicht ähnlich F i g. 2, wobei jedoch zwei Gewebestreifen zwischen den Ringen gegenläufig gewickelt sind.F i g. 4 is a view similar to FIG. 2, with two strips of fabric running in opposite directions between the rings are wrapped.

In der F i g. 1 ist ein elastisches Kupplungsglied 1 in der Form eines Reifens dargestellt, der in nicht näher erläuterter Weise mit seinen beiden Randteilen 2 und 3 an jeweils einem Flansch eines Wellenzapfens anschraubbar ist Zu diesem Zweck besitzt das Kupplungsglied 1 zwei innere umlaufende Stahlringe 4, die, wie aus der rechten Hälfte der F i g. 1 ersichtlich ist, mit nach innen abstehenden Laschen 3 versehen sind, welche mit den Befestigungsbohrungen 5 ausgestattet sind. Das Kupplungsglied 1 weist auch noch zwei äußere Stahlringe 6 auf, die ebenfalls wieder mit außen abstehenden Laschen 7 versehen sind, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist. Jeder der äußeren Stahlringe 6 ist mit einem Ansatz 8 versehen, in den ein Steckstift zur Verbindung mit dem anderen Ring 6 einschiebbar ist Jeder Ring 6 ist dabei einem Halbreifen la bzw. Xb zugeordnet Im Bereich der Laschen 7, die außerdem als Teil einer Außenverzahnung ausgebildet sind, ist das die Ringe 4 und 6 umhüllende elastische Gummimaterial 9 ebenfalls zu einer Verzahnung geformt die sich beispielsweise in eine Innenverzahnung eines nicht dargestellten Ringes zum Zweck der Kupplung einschieben läßtIn FIG. 1 shows an elastic coupling member 1 in the form of a tire which, in a manner not explained in detail, can be screwed with its two edge parts 2 and 3 each to a flange of a shaft journal from the right half of FIG. 1 can be seen, are provided with inwardly protruding tabs 3 which are equipped with the fastening bores 5. The coupling member 1 also has two outer steel rings 6, which are also again provided with outwardly protruding tabs 7, as in particular from FIG. 2 can be seen. Each of the outer steel rings 6 is provided with a lug 8, in which a plug pin for connection with the other ring 6 is pushed Each ring 6 is a half tire la or Xb assigned in the area of the tabs 7, which also formed as part of an external toothing are, the rings 4 and 6 enveloping elastic rubber material 9 is also formed into a toothing which can be inserted, for example, into an internal toothing of a ring, not shown, for the purpose of coupling

Innerhalb des elastischen Materials 9 sind zwischen den Ringen 4 und 6 Gewebestreifen 10 gewickelt welche die nötige Versteifung des elastischen Kupplungsreifens erzielen sollen. Diese Gewebestreifen 10 sind dabei, wie aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht jeweils so um die Ringe 4 und 6 gewickelt daß sie von der Außenseite 4a des inneren Ringes 4 zu der davon abgewandten Außenseite 6a des Ringes 6 zu der ihr zugewandten Innenseite 4b des Ringes. 4. Die Gewebestreifen 10 sind in Acht-Form gewickelt und überkreuzen sich daher in den Längsschnitten der F i g. 1 und 3 an der Stelle 11 zwischen den beiden Ringen 4. Sie liegen in gestreckter Lage zwischen den Ringen 4 und 6, und zwar so, daß sie in etwa der Halbreifenform der beiden Teile la und 16 angepaßt sind. Aus der F i g. 2 geht hervor, daß die Gewebestreifen 10 dabei unter eir,em Winkel <x zum zugeordneten Radius 12 verlaufend angeordnet sind und unter dem gleichen Winkel auf der Rückseite des Ringes wieder weggeführt sind. In der F i g. 2 beispielsweise wird der Gewebestreifen 10 auf der dem Betrachter zugewandten Seite des Ringes 6 über dessen Umfang gelegt verläuft dann, wie gestrichelt angedeutet, hinter dem Ring 6 und wird dann wieder auf die dem Betrachter zugewandte Seite, des Ringes 4 geführt von wo aus er über den inneren Durchmesser des Ringes 4 hinter dem Ring 4 vorbei und wieder zur Vorderseite des Ringes 6 geführt wird, so daß die Bewicklung jeweils in der Form einer Acht erfolgt Der Gewebestreifen 10 läßt sich daher über den gesamten Umfang der beiden Ringe 4 und 6 im Zick-Zack wickeln, und es ist gemäß Fig.4 möglich, einen zweiten Gewebestreifen 13 unter entgegengesetztem Winkel zum Gewebestreifen 10Within the elastic material 9, fabric strips 10 are wound between the rings 4 and 6, which are intended to achieve the necessary stiffening of the elastic coupling tire. These fabric strips 10 are, as shown in FIGS. 2 and 3 is shown each so wrapped around the rings 4 and 6 that they are from the outside 4a of the inner ring 4 to the outer side 6a of the ring 6 facing away from it to the inner side 4b of the ring facing it. 4. The fabric strips 10 are wound in a figure-of-eight shape and therefore cross one another in the longitudinal sections of FIG. 1 and 3 at the point 11 between the two rings 4. They are in the extended position between the rings 4 and 6 in such a way that they are approximately adapted to the half-tire shape of the two parts la and 16. From FIG. 2 shows that the fabric strips 10 are arranged to run at an angle <x to the associated radius 12 and are led away again at the same angle on the rear side of the ring. In FIG. 2, for example, the fabric strip 10 on the side of the ring 6 facing the viewer is placed over its circumference then runs, as indicated by dashed lines, behind the ring 6 and is then passed back to the side of the ring 4 facing the viewer, from where it is over the inner diameter of the ring 4 is passed behind the ring 4 and back to the front of the ring 6, so that the wrapping takes place in the shape of a figure eight -Zack wind, and it is possible, as shown in FIG

aufzuwickeln, so daß eine Überkreuzung der beiden Gewebestreifen 10 und 13 an der Stelle 14 stattfindet An der Stelle 11 in der Fig.3 findet, wie aus den Ausführungen klar wird, nur in der Ansicht der Fig.3 (bzw. 1) eine Überkreuzung statt. Die Gewebestreifen 10, die nach der Methode der F i g. 2 aufgewickelt sind, berühren sich an dieser Stelle natürlich nicht Anders ist dies bei der Ausführungsform der F i g. 4, wo zwischen den Gewebestreifen 10 und 13 an der Stelle 14 eine Berührung stattfindet Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß die von den einzelnen Gewebestreifen 10 und 13 auf die Ringe 6 und 4 ausgeübten Kippkräfte sich gegenseitig aufheben. Die Laschen 7 bzw. 3 der Ringe 4 und 6 können bei dieser Ausfühningsform durch zusätzliche Laschenteile Ta auch noch so ergänztso that a crossing of the two fabric strips 10 and 13 takes place at the point 14. As is clear from the explanations at the point 11 in FIG instead of. The fabric strips 10, which according to the method of FIG. 2 are wound, of course do not touch at this point. This is different in the embodiment of FIG. 4, where there is contact between the fabric strips 10 and 13 at the point 14. This embodiment has the advantage that the tilting forces exerted by the individual fabric strips 10 and 13 on the rings 6 and 4 cancel each other out. The tabs 7 and 3 of the rings 4 and 6 can also be supplemented in this embodiment by additional tab parts Ta

werden, daß ein Übereinanderrutschen der Gewebestreifen 10 und 13 in Umfangsrichtung vermieden wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, einzelne Fäden in der geschilderten Weise zu wickeln oder noch mehrere Gewebestreifen aufzuwickeln. Maßgebend und entscheidend ist in jedem Fall aber, daß die Bewicklung so erfolgt daß eine wechselseitige Umschlingung des inneren und äußeren Ringes erfolgt, so daß die Gewebestreifen der SDäteren Halbreifenform anseDaßtbe that slipping over one another of the fabric strips 10 and 13 is avoided in the circumferential direction. Of course, it is also possible to wind individual threads in the manner described or several more Wind up strips of fabric. In any case, it is authoritative and decisive that the winding is so takes place that a reciprocal wrapping of the inner and outer ring takes place, so that the Fabric strips of the previous half-hoop shape adapts

werden können und beim Vulkanisiervorgang nicht nochmals in eine andere Lage gebracht werden müssen. Entscheidend ist ferner, daß die Fäden sich alle in einer gestreckten Lage befinden, so daß sie bei einer Verdrehung der Ringe 4 und 6 gegeneinander, wie das während des Betriebes auftritt, auf Zug und damit optimal beansprucht werden.and do not have to be brought into another position during the vulcanization process. It is also crucial that the threads are all in a stretched position so that they are in a Rotation of the rings 4 and 6 against each other, as occurs during operation, on train and thus are optimally used.

Es wäre auch noch möglich, auf die in den F i g. 2 und 4 gezeigten gewickelten Gewebestreifen noch eine zweite Schicht von Gewebestreifen aufzuwickeln, die nicht so straff angelegt sind, so daß sie erst bei einem größeren Verdrehwinkel wirksam werden. Mit einer solchen zweilagigen Bewicklung läßt sich dann eine progressive Kennlinie für den Kupplungsreifen verwirklichen. It would also be possible to refer to the FIGS. 2 and 4, another wound fabric strip shown Wind up a second layer of fabric strips that are not so tightly applied that they only come out of one larger angle of rotation take effect. With such a two-layer wrapping, one can then Realize progressive characteristic for the clutch tire.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Shaft coupling with at least one semi-hoop-shaped elastic coupling member, which is provided with reinforcing inserts, the two axially Staggered rings of different diameters laid around and in elastic material are embedded, characterized in that the reinforcing inserts as insert strips (10, 13) are designed in the form of threads or strips of fabric and between the rings (4,6) are wound crosswise and in a stretched position.

Z shaft coupling according to claim 1, characterized in that the insert strips (10) are arranged in a zigzag running in the circumferential direction, each strand between the rings (4, 6) at an acute angle (&) to the assigned radius (12) runs forward

3. Shaft coupling according to claims 1 and 2, characterized in that at least two Insert strips (10.13) are wound onto the rings (4.6) at an opposite angle (α).

4. Shaft coupling according to claims 1 to 3, characterized in that the rings (4, 6) with radially protruding tabs (3,7) are provided which protrude beyond the elastic material.

5. Shaft coupling according to claim 4, characterized in that on the tabs (3, 7) Mounting holes (5) are provided.

6. Shaft coupling according to claims 1 to 3, characterized in that the outer rings (6) Plug-in connection parts (8) are assigned, which enable the joining of two identical coupling parts to a tire-shaped part (1).

7. Shaft coupling according to claim 4, characterized in that the tabs (7) of the outer Ring (6) are designed as parts of an external toothing which is internally toothed Ring allows a coupling with a second coupling member or with other parts