DE2532845A1

DE2532845A1 - Elastische wellenkupplung

Info

Publication number: DE2532845A1
Application number: DE19752532845
Authority: DE
Inventors: Hans Deuring
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1977-01-27
Also published as: GB1541907A; DE2532845B2; SU660604A3; IT1066816B; DE2532845C3; FR2319050A1

Description

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GOET ZEWERKE Burscheid, d. 14,07,1975

Friedrich Goetze AG ZBT 329/We/Mo. ( 1*41 )

ELASTISCHE WELLENKUPPLUNG

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung, bestehend aus zwei axiale Ansätze aufweisende und klauenartig ineinander greifende Metallscheiben, die über eine anvulkanisierte Zwischenschicht aus Gummi miteinander verbunden sind.

Elastische Wellenkupplungen, die aus zwei mit axialem Abstand angeordneten Metallscheiben bestehen und bei denen zwischen den Metallscheiben ein Gummikörper zur drehelastischen Übertragung des Drehmomentes vorgesehen ist, sind vielfach bekannt. Auch zeigen viele Ausführungsformen Metallscheiben mit mehreren, am Umfang verteilten axialen Ansätzen, die klauenartig unter Zwischenschaltung von Gummikörpern ineinander greifen. Dazu ist es üblich, die Gummikörper entweder lose in Form von Gummiblöcken zwischen den Metallteilen anzuordnen oder die Metallteile über anvulkanisierte Gummikissen zu einem einteiligen Kupplungskörper miteinander zu verbinden.

Insbesondere ist eine drehelastische Wellenkupplung bekannt, die

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Elastische Wellenkupplung ( 1541 )

aus zwei mit axialem Abstand angeordneten Blechscheiben besteht. Letztere weisen mehrere, am Umfang verteilte axiale Ansätze auf, die klauenartig ineinander greifen und somit einen, in Umfangsrichtung wellenförmig verlaufenden Zwischenraum zwischen den beiden Metallscheiben bilden. Zur Verbindung der beiden Metallscheiben miteinander ist der Zwischenraum völlig mit Gummi ausgefüllt, derart daß der Gummi an allen, einander gegenüberliegenden Flächen der Metallteile mit ihren axialen Ansätzen anvulkanisiert ist ( Zeitschrift " The Automobile Engineer " März 1972, Seite 71 ). Die zwischen den Metallscheiben einvulkanisierte Gummis chicht unterliegt im Betrieb verschiedenen Belastungsarten. So werden die zwischen den achsparallel verlaufenden Gummianschlußflächen der axialen Ansätze sich erstreckenden Gummibereiche in Umfangs richtung abwechselnd auf Zug und Druck beansprucht, während die zwischen den stirnseitigen Gummianschlußflächen der axialen Ansätze und der Metallscheiben sich erstreckenden Gummibereiche einer Schubspannung ausgesetzt sind. Die bekannte Kupplung weist den Nachteil auf, daß im Gegensatz zum radial inneren Umfangs bereich imradial äußeren Umfangsbereich das Verhältnis des Abstandes zwischen je zwei benachbarten achsparallel verlaufenden Gummianschlußflächen zweier axialer Ansätze zum axialen Abstand zwischen stirnseitigen Gummianschlußflächen der axialen Ansätze und der Metallscheiben unverhältnismäßig groß wird und damit zu einer ungleichmäßigen Belastung des Gummivolumens führt. Dies hat zur Folge, daß das zwischen den beiden Metallscheiben einvulkanisierte Gummivolumen keiner optima-

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Elastische Wellenkupplung ( 1541 )

len zulässigen Banspruchung ausgesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebene Kupplungsart dahingehend zu verbessern, daß mit geringstmöglichem Gummivolumen eine optimal beanspruchbare elastische Verbindung zwischen beiden Metallscheiben ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungs gemäß dadurch gelöst, daß alle einander gegenüberliegenden Gummianschlußflächen der Metallscheiben zur Kupplungsachse hin konvergierend verlaufen. Die vorgeschlagene elastische Wellenkupplung unterscheidet sich von der vorbekannten im wesentlichen dadurch, daß nicht nur die achsparallelen Gummians chlußflächen der axialen Ansätze in radialer Richtung keilförmig zusammenlaufen, sondern auch die stirnseitigen Gummianschlußflächen der Metallscheiben und deren Ansätze. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das tangentiale beziehungsweise axiale Längenverhältnis der unterschiedlich beanspruchten Gummibereiche unabhängig von der Entfernung zur Kupplungsachse über den gesamten radialen Querschnitt des Gummikörpers etwa konstant bleibt.

Aus fertigungstechnischen Gründen und zur Optimierung der Wirkung ist es vorteilhaft, wenn der Axialabstand zwischen den einander gegenüberliegenden stirnseitigen Gummianschlußflächen der Metallscheiben und deren axialen Ansätze in Richtung auf die Kupplungsachse kontinuierlich abnimmt.

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Elastische Wellenkupplung ( 1541 ) - ^-

Da derartige elastische Wellenkupplungen in vielen Anwendungsfällen nicht nur in Umfangsrichtung drehelastisch verformbar sein müssen, sondern auch Winkelbewegungen der beiden Wellenenden bis zu einem gewissen Grade ausgleichen sollen, ist es von Vorteil, wenn alle radial nach innen verlaufenden Gummianschlußflächen der Metallscheiben sich in einem auf der Kupplung s ach se liegenden Zentrum schneiden.

In der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, in den zwischen den stirnseitigen Gummianschlußflächen der Metallteile und der axialen Ansätze liegenden Gummibereichen mehrere radial hintereinander liegende Ausnehmungen vorzusehen. Auf diese Weise kann eine größere Beuge fähigkeit der Metallscheiben zueinander durch partielle Verringerung des Gummivolumens in Verbindung mit einer Verbesserung der Federkennung erreicht werden. Vorzugsweise nimmt das Volumen der Ausnehmungen mit der Entfernung von der Kupplungsachse zu.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Ausnehmungen als axial durch mindestens eine Metallscheibe verlaufende Bohrungen ausgeführt sind, Die zur Bildung der Ausnehmungen in der Vulkanisierform erforderlichen Stifte dienen dabei gleichzeitig zur Fixierung der beiden, miteinander zu verbindenden Metallscheiben in ihrer Lage zueinander in der Vulkanisierform. Ein gleicher herstellungstechnischer Vorteil besteht darin, wenn die Metallschei-

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Elastische Wellenkupplung ( 1541 )

ben auf der Befestigungs Seite radial abgesetzte Zentrieransätze für die Zentrierung der Metallscheiben im Vulkanisierwerkzeug aufweisen.

Vorzugsweise bestehen die Metallscheiben aus kongruenten Gußkörpern oder Schmiedeteilen, deren Oberflächen mit Ausnahme der Zentrieransätze keiner -weiteren mechanischen Bearbeitung bedürfen. Zur Vermeidung von Korrosionsschaden an den Metallscheiben wird vorgeschlagen, dieselben vollständig mit Gummiwerkstoff zu bedecken.

Mit der vorliegenden Erfindung ist eine einfach herstellbare, bei relativ geringem Volumen hoch belastbare und infolge der einteiligen Ausführung leicht zu handhabende elastische Wellenkupplung geschaffen worden, die vielfältig einsetzbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und -wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine,

zwischen zwei Wellenenden angeordnete elastische Kupplung

Fig. 2 eine Ansicht der Kupplung mit

Teilschnitt gemäß Angabe in Fig. 1

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Elastische Wellenkupplung (1541)

Fig. 3 einen Querschnitt der Kupplung

gemäß Angabe in Fig. 1

Die in Fig. 1 dargestellte elastische Wellenkupplung 1 dient zur gelenkigen und drehelastischen Verbindung zweier Kardanwellenenden 2,3, wie sie üblicherweise im Kfz - Bau Verwendung finden. Die Wellenkupplung 1 besteht aus zwei kongruenten Metallscheiben 4, mit mehreren, am Umfang verteilten axialen Ansätzen 6, 7, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich, klauenartig ineinander greifen. Der axiale Zwischenraum zwischen den beiden Metallscheiben 4, 5 ist mit einem Gummikörper 8 ausgefüllt, wobei letzterer in Form einer relativ dünnen Schicht 9 die äußeren Oberflächen der Metallteile 4, 5 mit bedeckt. Der beide Metallscheiben 4, 5 miteinander verbindende Gummikörper 8 ist im Bereich der einander gegenüberliegenden Gummianschlußflächen, und zwar der achsparallel verlaufenden Gummianschlußflächen 10, 11 beziehungsweise 12, 13, der axialen Ansätze 6 beziehungsweise 7 sowie der stirnseitigen Gummianschlußflächen 14,15 der axialen Ansätze 6, 7 und der stirnseitigen Gummianschlußflächen 16, 17 der Metallscheiben 4, 5 anvulkanisiert. Erfindungsgemäß verlaufen nicht nur die achsparallelen Gummianschlußflächen 10, 11, 12, 13 zur Kupplungsachse 18 radial von außen nach innen hin konvergierend, sondern auch die stirnseitigen Gummianschlußflächen 14, 15, 16, 17, wie aus Fig. 3 und Fig. 1 ersichtlich. Die Ebenen aller Gummianschlußflächen schneiden sich dabei alle im, auf der Kupplungsachse 18 liegenden Zentrum 19 der Wellenkupplung, In den, den

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Elastische Wellenkupplung ( 1541 ) - ^-

axialen Ansätzen 6,7 gegenüberliegenden Bereichen der Metallteile 4, 5 sind radial hintereinander mehrere axiale Ausnehmungen 20 in Form von zylindrischen Bohrungen vorgesehen, die sich bis in den Gummikörper 8 erstrecken. Der Durchmesser und damit auch das Volumen der Ausnehmungen 20 nimmt dabei mit der Entfernung zur Kupplungsachse 18 zu. Zur Zentrierung der beiden Metallscheiben 4, 5 in dem nicht weiter dargestellten Vulkanisierwerkzeug dienen radial abgesetzte Zentrieransätze 21,22 mit mechanisch bearbeiteten Umfangsflächen 23,24. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind weitere Zentrieransätze 25,26 für die Zentrierung der Wellenkupplung 1 gegenüber den beiden Gelenkwellenenden 2, 3 vorgesehen. Die Verbindung selbst zwischen den Gelenkwellenenden 2, 3 und der Wellenkupplung 1 erfolgt durch Schweißen; andere Verbindungsarten sind darüberhinaus möglich. Zur Zentrierung der beiden Metallscheiben 4, 5 zueinander weisen letztere zentrische Bohrungen 27, 28 auf.

Die zuvor beschriebene elastische Wellenkupplung dient somit nicht nur in Umfangsrichtung als drehelastisches und schwingung sdämpfendes Verbindungsglied zweier Wellenenden, sondern ersetzt gleichzeitig ein sonst übliches Drehgelenk, wobei Winkelbewegungen der Achsen 18' um das Zentrum 19 der Kupplung möglich sind. Somit eignet sich die Kupplung besonders als drehelastisches Verbindungsglied bei Kardanwellen von Kraftfahrzeugen.

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Claims

GOET ZEWERKE ' Burscheid, d. 14.07.1.975

Friedrich Goetze AG ZBT 329/We/Mo. ( 1541 )

PATENTANSPRÜCHE

Elastische Wellenkupplung, bestehend aus zwei, axiale Ansätze aufweisende und klauenartig ineinander greifende Metallscheiben, die über eine anvulkanisierte Zwischenschicht aus Gummi miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle einander gegenüberliegenden Gummianschlußflächen ( 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 ) zur Kupplungsachse ( 18 ) hin konvergierend verlaufen.
2. ) Elastische Wellenkupplung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialabstand zwischen den einander gegenüberliegenden stirnseitigen Gummianschlußflächen (14,15,16,17) der Metallscheiben (4, 5 ) und der Ansätze ( 6, 7 ) in Richtung auf die Kupplungsachse ( 18 ) kontinuierlich sich verringert.
3. ) Elastische Wellenkupplung nach den Patenansprüchen

1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallelen und stirnseitigen Gummianschlußflächen ( 10, 11,

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Elastische Wellenkupplung ( Patentansprüche / 1541 ) -Jt -

12, 13, 14, 15,16,17 ) der axialen Ansätze (6,7) sowie der Metallscheiben ( 4, 5 ) in Ebenen verlaufen, die sich im Zentrum ( 19 ) der Kupplung schneiden.
4. ) Elastische Wellenkupplung nach den Patentansprüchen

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den zwischen den stirnseitigen Gummianschlußflächen ( 14, 15, 16, 17 ) der axialen Ansätze (6,7) und der Metallteile ( 4, 5 ) liegenden Gummibereichen mehrere, radial hintereinander angeordnete Ausnehmungen ( 20 ) vorgesehen sind.
5. ) Elastische Wellenkupplung nach den Patentansprüchen

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen ( 20 ) mit zunehmendem radialen Abstand von der Kupplungsachse ( 18 ) größer werdende Volumen aufweisen.
6. ) Elastische Wellenkupplung nach den Patentansprüchen

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen ( 20 ) als axial durch mindestens eine der Metallscheiben (4,5) verlaufende Bohrungen ausgeführt sind.
7. ) Elastische Wellenkupplung nach den Patentansprüchen

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile ( 4, 5 ) radial abgesetzte Zentrieransätze ( 21,22 ) aufweisen.

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Elastische Wellenkupplung ( Patentansprüche / 1541 ) -*f-
8. ) Elastische Wellenkupplung nach den Patentansprüchen

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallscheiben ( 4, 5 ) aus kongruenten Gußkörpern oder Schmiede· teilen bestehen.
9. ) Elastische Wellenkupplung nach den Patentansprüchen

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallscheiben nahezu vollständig vom Gummiwerkstoff bedeckt
sind.
10. ) Elastische Wellenkupplung nach den Patentansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallscheiben ( 4, 5 ) zentrische Bohrungen ( 27,28 ) aufweisen.

FRlEtJRICH GOETZg AKTI ENCSTS ELL3CH

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Vossieck

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