DE2558880A1

DE2558880A1 - Elastische kupplung

Info

Publication number: DE2558880A1
Application number: DE19752558880
Authority: DE
Inventors: Edmond Chanton
Original assignee: GLE DE MECANIQUE ET DE METALLU
Current assignee: GLE DE MECANIQUE ET DE METALLU
Priority date: 1975-02-05
Filing date: 1975-12-27
Publication date: 1976-08-19
Also published as: NL7601093A; DE2558880B2; FR2300259A1; ES444727A1; DE2558880C3; LU74306A1; GB1535821A; FR2300259B1; JPS5922087B2; IT1054091B; BE838294A; US4063433A; OA05229A; JPS51102760A

Description

PATENTANWALT
DrPL-ING.

HELMUT GÖRTZ 24. Dezember 1975

6 Frank:art cm Main 70 Gzboe/Al

Schneckenhoissr. 27 - TeL 617079

SOGIETE GEFERAIE DE MEGANIQUE EiD DE METALLURGIE 0601 75 B

Elastische Kupplung.

Die Erfindung betrifft die Vorrichtungen zur elastischen Drehkupplung von zwei Wellen, deren Achsen etwas zueinander schrägliegen können, insbesondere zum Antrieb des schraubenförmigen Rotors einer Schraubenpumpe durch eine Antriebswelle *

Es ist bereits bekannt, zur Herstellung derartiger Kupplungen die beiden zu kuppelnden Wellenenden mit starren Köpfen zu versehen, welche die Form, von scheibenförmigen Flanschen haben, und zwischen welchen eine zylindrische Masse aus einem elastischen Werkstoff angeordnet ist, welche praktisch den gleichen Durchmesser wie die Plansche hat,und deren Grundseiten an die einander gegenüberliegenden Flächen der Flansche angeklebt sind.

Obwohl diese Kupplungsvorrichtungen die Forderung erfüllen, daß die Achsen der beiden Wellen sich schräg zueinander stellen können, besitzen sie mehrere erhebliche Nachteile.

Zunächst unterwirft das von einer Welle auf die andere übertragene Drehmoment die Masse des elastischen Werkstoffs einem Torsionsmoment,, welches den Werkstoff von den Planschen abzulösen sucht, insbesondere am Umfang derselben·

Wenn ferner die beiden Wellenenden sich axial auseinanderspreizen können, wird die Masse des elastischen Werk-

6 0 9 8 3 4 / 0 2 4 4 original inspected

255888Q

- 2 - 0601 75 B

Stoffs Zugkräften unterworfen, welche ebenfalls eine Ablösung der Masse des elastischen Werkstoffs zur Folge haben.

Schließlich entsteht, wenn die Achsen der beiden Wellen schräg zueinander liegen, in den diametral gegenüberliegenden Teilen der elastischen Masse, welche in der durch die beiden zueinander schrägliegenden Achsen definierten Ebene liegen, in einem derselben eine Druckkraft und in dem anderen eine Zugkraft, wobei diese Zugkraft ebenfalls ein Ablösen der elastischen kasse zur Folge hat.

Bei einer anderen bekannten Kupplung sind, um zu versuchen, den obigen Nachteilen abzuhelfen, die an den beiden zu kuppelnden V/ellenenden befestigten starren Köpfe voneinander durch einen bestimmten Abstand getrennt und wenigstens teilweise in eine Masse aus einem elastischen Werkstoff eingebettet. Jeder starre Kopf besitzt einen starr mit dem entsprechenden Wellenende verbundenen Sockel und eine mit diesem Sockel durch einen Hals vereinigte Scheibe, wobei die einander gegenüberliegenden Flächen des Sockels und der Scheibe mit dem Hals eine mit elastischem Werkstoff ausgefüllte Ringnut abgrenzen· Bei dieser Kupplung hat jedoch der Querschnitt der Nut die allgemeine Form eines weit nach aussen offenen U, weshalb es, um den elastischen Werkstoff in dieser Nut zu halten, wenn Axialkräfte auf die Wellen wirken, nötig ist, die Masse aus elastischem Werkstoff mit einem Preßring zu umgeben. Dieser Ring beschwert die Anordnung und erhöht ihren Gestehungspreis.

Die Erfindung bezweckt, den Nachteilen der bekann ten Kupplungsvorrichtungen durch Verbesserung der Verteilung der auf die Masse des elastischen Werkstoffs wirkenden Zug- und Torsionskräfte abzuhelfen, wofür jedoch nur eine geringe Zahl von Bestandteilen erforderlich ist.

Hierfür ist eine erfindungsgemäßo Vorrichtung zur elastischen Drehkupplung von zwei Wellen, deren Achsen eine leichte Schräglage gegeneinander einnehmen können, mit zwei starren, fest mit den beiden zu kuppelnden Wellenenden verbundenen und voneinander durch eine bestimmte Strecke getrennten Köpfen sowie mit einer Masse aus einem elastischen Werkstoff, .in .welche die beiden starren Köjpfe wenigstens teilweise eingebettet sind, wobei jeder starre Kopf nach Art eines Spills einen fest mit dem entsprechenden Wellenende verbundenen Sockel und

609834/0244

- 3 - 0601 75 B

eine mit diesem Sockel durch einen Hals vereinigte Scheibe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Flächen des Sockels und der Scheibe mit dem Hals eine Ringnut mit einem solchen Profil und einer solchen Tiefe abgrenzen, daß der in ihr eingeklemmte Wulst aus elastischem Werkstoff durch die Wirkung der gegenseitigen Axialkräfte der beiden Wellen nicht aus ihr freikommen kann, wobei die Scheibe radiale Nuten aufweist·

Die bevorzugten Ausführungsformen der obigen Vorrichtung können außerdem wenigstens eines der nachstehenden Merkmale aufweisen!

- Die einander gegenüberliegenden Flächen des Sockels und der Scheibe eines jeden Kopfs sind praktisch senkrecht zu der Achse des mit dem Kopf verbundenen Wellenendes;

- die axiale Dicke des in der Ringnut liegenden Wulstes ist kleiner als ihre radiale Tiefe;

- die Nuten grenzen zwischen sich sich in Richtung auf ihre Enden erweiternde radiale Fortsätze ab;

- die Zahl der Fortsätze beträgt vier, wobei dann die Scheibe die Form eines Malteserkreuzes hat$

- die einander gegenüberliegeEden Flächen der Scheiben sind leicht konisch oder ballig.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme -auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansieht der erfindungsgemäßen Kupplung.

Fig. 2. ist eine Ansicht auf das Ende eines Elements der Vorrichtung der Fig. 1.

3ja Fig. 1 sind die beiden Wellen 1 und 2 mit

starren Köpfen 3 bzw. 4 versehen, wobei wenigstens ein Teil dieser Köpfe in eine Masse aus einem elastischen Werkstoff 5 eingebettet ist.

Auf der Figur ist angenommen, daß öedes Wellenende ein axiales, mit Gewinde versehenes Endstück 6 aufweist, und daß Jeder mit einer axialen Gewindebohrung 7 versehene starre Kopf auf das entsprechende Endstück aufgeschraubt ist.

..JEIs -ist ,jedoch klar, daß diese Befestigungsart keinen Gegenstand der Erfindung bildet, und daß ein beliebiges anderes Befestigungsmittel vorgesehen werden kann, ohne den Rah-

609834/0244

?55888Q

~ ⁴ " 0601 ?5 B

men der Erfindung zu verlassen, wobei sogar jeder Kopf einen Bestandteil der zugehörigen Welle bilden und gleichzeitig mit dieser durch Bearbeitung hergestellt v/erden kann.

Nachstehend ist unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 der starre Kopf 4 beschrieben, da der Kopf 3 in gleicher Weise ausgebildet ist.

Der Kopf 4- besitzt einen Sockel 8, welcher zweckmässig kreisförmig ist, und dessen Mittelebene etwa senkrecht zu der Welle 2 liegt.

Der Kopf 4 besitzt auch einen mit dem Sockel 8 durch einen Hals 10 vereinigten Teil in Form einer Scheibe 9, v/elche ebenfalls etwa senkrecht zu der Welle 2 und somit paral~ IeI zu der Ebene des Sockels 8 liegt. Die Scheibe 91 der Hals 10 und der Sockel 8 grenzen so eine Nut 11 ab, deren Flanken durch die einander gegenüberliegenden Flächen 8a und 9a des Halses bzw. der Scheibe 9 gebildet werden. Diese Flächen 8a und 9a sind praktisch zueinander parallel, und jede liegt etwa senkrecht zu der Achse der Welle 2·

Ausserdem ist die Tiefe der Nut 11 erheblich grosser als ihre Breite, d.h. als der Abstand zwischen den beiden Flächen 8a und 9a.

Hierdurch ist sichergestellt, daß der in der Nut|i1 "befindliche Wulst aus elastischem Werkstoff unter der Wirkung der auf ihn v/irkenden Axialkräfte nicht aus ihr austreten kann, selbst wenn bei bedeutenden Kräften der elastische Werkstoff in gewissen Zonen stark zusammengedrückt wird.

In Fig. 2 sieht man, daß die Scheibe 9 mehrere Nuten 13 (vier in der Figur) aufweist, v/elche zwischen sich radiale Fortsätze 14 abgrenzen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erweitern sich die Fortsätze 14 in Richtung auf ihre Enden, d»h. die Breite ihrer Enden ist grosser als die Breite ihrer Füße. Diese Erweiterungen bieten in Kombination mit einer genügenden Länge der entsprechenden Fortsätze folgenden "Vorteil:

Die zwischen diesen Fortsätzen eingespannten Abschnitte oder Finger 15 des elastischen Werkstoffs können durch „,*£ie..lV.irJai£g„der auf sie während der Drehung ausgeübten Kräfte nicht freigemacht werden·

In dem betrachteten Fall, in welchem vier Fort-

B09834/02U

7558880

- 5 - 0601 75 B

ßätze vorhanden sind, besitzt die Scheibe 9 daher von vorne gesehen die Form eines Malteserkreuzes.

Außerdem sind, wie aus Fig. 1 hervorgeht, die einander gegenüberliegenden Flächen der Scheiben 9 leicht konisch oder ballig, um zu verhindern, daß sich die Enden der Fortsätze 14 der Köpfe 3 und 4 zu stark einander nähern, wenn sich die ViTe Ilen 1 und 2 zueinander schrägste Ilen.

Ganz allgemein besitzen daher die Köpfe 3 und 4 die Form eines Spills, bei welchem die Fortsätze 14, der Hals 10 und wenigstens teilweise der Sockel 8 in die Masse des elastischen Werkstoffs 5 eingebettet sind.

Die mit dem elastischen Werkstoff in Berührung kommenden Oberflächen der Köpfe sind vorzugsweise körnig, indem sie z.B. roh gegossen oder auch bearbeitet und dann mit dem Sandstrahlgebläse bearbeitet sind. Der elastische V/erkstoff, vorzugsweise ein Elastomer, kann auf die Köpfe auf geformt werden, deren Köpfe vorher mit Ieim bestrichen werden können. Die Befestigung des elastischen Werkstoffs auf diesen Flächen kann auch durch ein beliebiges anderes geeignetes Verfahren erfolgen, z.B. durch Vulkanisieren.

Damit der elastische Werkstoff gut an den Köpfen haftet und keine Risse ansetzen können, besitzen diese zv^eckmässig keine scharfen Kanten.

Die Dicke des zwisehen den einander gegenüberliegenden Flächen der beiden Scheiben 9 liegenden elastischen Werkstoffs hängt einerseits von dem zu übertragenden Moment und andererseits von dem Durchmesser einer jeden Scheibe sowie auch von der Art des benutzten Werkstoffs ab.

Während der Drehung werden die Torsionskräfte zum grössten Teil senkrecht zu den Seitenflächen der Fortsätze 14 übertragen. Die Finger 15 aus elastischem Werkstoff bleiben dann zwischen den Fortsätzen 14 eingeklemmt, und infolge dieser Verschachtelung ist die Verankerung der Köpfe 3 und %■ in der Masse 5 ausgezeichnet, was gestattet, von einem auf den anderen erhebliche Momente ohne Gefahr einer Ablösung der Masse zu übertragen.

Außerdem bleiben, wenn die beiden Achsen sich etwas voneinander in axialer Richtung entfernen, oder wenn sich, ihre Achsen zueinander schrägstellen, die Zugkräfte, welchen der

60.9834./02U

- 6 - 0601 75 B

elastische Werkstoff örtlich unterworfen wird, senkrecht zu den Flächen der Nut 11.

Der Wulst 12 aus elastischem Werkstoff bleibt in seiner Stellung in der Nut 11, was eine ausgezeichnete axiale Verankerung gewährleistet, welche wiederum das Ablösen des elastischen Werkstoffs verhindert.

Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So hängt insbesondere die Zahl der Nuten und der Fortsätze im wesentlichen von der Größe des zu übertragenden Moments ab und kann von vier verschieden sein.

6 09834/0244

Claims

7558880

- 7 - 0601 75 B

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur elastischen Drehkupplung von zwei V/ellen, deren Achsen sich leicht schräg zueinander stellen können, mit zwei starren, an den beiden zu kuppelnden Wellenenden befestigten und voneinander durch eine bestimmte Strecke getrennten Köpfen sowie mit einer Masse aus einem elastischen Werkstoff, in welche die beiden starren Köpfe wenigstens teilweise eingebettet sind, wobei jeder starre Kopf wie ein Spill einen starr mit dem entsprechenden Wellenende verbundenen Sockel und eine mit diesem Sockel durch einen Hals vereinigte Scheibe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Flächen des Sockels (8) und der Scheibe (9) mit dem Hals (10) eine Ringnut (11) mit einem solchen Profil und einer solchen Tiefe abgrenzen, daß der in ihr eingeklemmte Wulst (12) aus elastischem Werkstoff durch die Wirkung der gegenseitigen Axialkräfte der beiden Wellen nicht aus ihr freikommen kann, und daß die Scheibe (9) radiale Nuten (13) aufweist·
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Flächen (8a und 9a) des Sockels. (8) und der Scheibe (9) eines jeden Kopfs (3, 4) praktisch senkrecht zu der Achse des mit dem Kopf verbundenen Wellenendes (1, 2) liegen.
3· Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geknnzeichnet, daß die axiale Dicke des in der Ringnut (11) liegenden Wulstes (12) kleiner als ihre radiale Tiefe ist·
4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (13) zwischen sich sich in Richtung auf ihre Enden erweiternde radiale Fortsätze (14) abgrenzen.
5· Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vier Fortsätze vorhanden sind, so daß die Scheibe die Form einos Malteserkreuzes hat.
6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 t dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Flächen der Scheiben (9) leicht konisch oder ballig sind.

609834/0244

Leerseite