DE2600270A1

DE2600270A1 - Elastische kupplung

Info

Publication number: DE2600270A1
Application number: DE19762600270
Authority: DE
Inventors: Herwarth Dipl Ing Reich
Original assignee: HERWARTH REICH NACHF DIPL ING
Current assignee: HERWARTH REICH NACHF DIPL ING
Priority date: 1976-01-07
Filing date: 1976-01-07
Publication date: 1977-07-14
Also published as: GB1557836A; DE2600270C2

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMEF:ICH · GERD M¹JLLtP · D. GROSSE · F. POLLMEIER

19 107

Elastische Kupplung

An elastische Kupplungen wird vielfach die Anforderung gestellt, Drehschwingungen zu dämpfen und dabei insbesondere radiale und winklige Verlagerungen zwischen den zu verbindenden Wellen in bestimmten Ausmaß ausgleichen zu können. Kupplungen, die diese Forderungen erfüllen, sind in vielfacher Ausführung bekannt geworden. Einem Teil dieser Kupplungen, bei denen sich nämlich die Zwischenglieder meist bogenförmig von der Einspannstelle an einer Kupplungshälfte zu einer in einer versetzten Radialebene an der anderen Kupplungshälfte gelegenen Einspannstelle erstrecken, haftet der Nachteil an, daß durch die Übertragung des Drehmoments und/oder infolge der Fliehkraft in den Zwischengliedern axiale Kräfte zwischen den Kupplungshälften und damit ;den zu kuppelnden Wellen auftreten.

Betriebsbedingte Axialkräfte zwischen den Kupplungshälften treten bei den Kupplungen nicht auf, bei denen sich die Einspannstellen der Zwischenglieder in einer Radialebene oder symmetrisch zu einer Radialebene befinden. Soweit die Zwischenglieder dieser Kupplungen Scheibenform aufweisen (GB -PS 258 353), haftet ihnen der Nachteil an, daß die Montage der Zwischenglieder schwierig ist, was beim Auswechseln zerstörter oder ermüdeter Zwischenglieder zu störenden und oftmals unvertretbaren Betriebsunterbrechungen führt.

Das Auswechseln der Zwischenglieder ist leichter durchführbar, wenn eine Mehrzahl von Zwischengliedern verwendet wird, von denen ein jedes nur ein Segment an den Kupplungshälften besetzt (DT-PS 509 999, CH-PS 303013, GB-PS 63O 824, FR-PS 1 198 842). Von Kupplungen vorgen-annter Art geht die Erfindung aus unter Hervorhebung der Kupplung, bei welcher die Zwischenglieder auf Spannkreisen unterschiedlichen Durchmessers - in einer Radialebene angeordnet - formschlüssig

-2-

709828/0107

PATENTANWÄLTE F.W. HEMML: 'Q · 'JERÜ VlC-LtR · D. GROSL- · F. POLLMEIER

• H.

mit den Kupplungshälften verbunden sind, wobei in die Zwischenglieder aus elastischem Werkstoff je zwei Kauschen zur formschlüssigen Verbindung der Zwischenglieder mit den Kupplungsjiälften im radialen Abstand der Eins pannsteil en und die Kauschen umschlingende Einlagen hoher Zugfestigkeit eingebettet sind (FR - PS 1 I98 8¹I.?). Bei letztgenannter Kupplung sind die die Kauschen umschlingenden Einlagen in Form einer "8" gewickelt, die sich zwischen den Kauschen befindlichen Abschnitte der Einlagen haben "S-Form" und dadurch bedingt müssen die Kauschen in einem entsprechend großen Abstand angeordnet sein. Bei der Drehmomentübertragung versuchen die Einlagen sich zu strecken, wobei sie die elastische Masse des Zwischengliedes, in die sie eingebettet sind, radial komprimieren und tangentiel verdrängen müssen. Abgesehen von dem vielfach empfundenen Nachteil, daß die Kupplung bedingt durch den Abstand der Kauschen im Durchmesser sehr groß baut und daß sie somit selbst ein großes Schwingmoment besitzt, ist vor allem ihre Fähigkeit zur Dämpfung von Drehschwingungen nicht befriedigend.

Zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Zwischengliedern ovale Form zu geben mit sich entlang der Peripherie des Ovals und von Kausche zu Kausche nach außen gewölbt erstreckenden Einlagen. Die Übertragung des Drehmoments durch die Zwischenglieder erfolgt somit ausschließlich unter tangentialer Schubbeanspruchung der elastischen Masse der Zwischenglieder, wobei die Einlagen an der Peripherie lediglich wie Bandagen wirken, die erst bei maximaler Momentübertragung annähernd gestreckt werden. Dui'ux·. dLibc Beanspruchung der elastischen Masse im Zusammenwirken mit den Einlagen wird eine hohe Dämpfung von Drehmomentschwingungen erreicht.

Die Einlagen der Zwischenglieder können aus einem Gewebe hochfester Fäden, wie Cord, Stahldraht, Glas- oder Kunstfasern

709828/0107

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMER CH · !JERD "/10 .LES · D. GRdSS · F. POLLMEIER

oder einer infolge ihrer· geringen Wandstärke l'lexibelen Manschette aus hochfestem Kunststoff bestehen.

Besonders günstige Verhältnisse zwischen dem drehelastischen Verhalten und der Dämpfungsfähigkeit gegenüber Drehschwingungen werden erreicht, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Zwischenglieder so bemessen sind, daß sich die große Achse und die kleine Achse des Ovals etwa wie 7 : 6 bis 5:4, insbesondere wie 6 : 5 verhalten und die Breite des Zwischengliedes etwa mit 50 bis 80$, insbesondere 2/3 der großen Achse des Ovals bemessen ist.

Die Fähigkeit, radiale und winklige Verlagerungen der miteinander zu kuppelnden Wellen auszugleichen, wird besonders gut, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Zwischenglieder in Achsrichtung des Ovals durchbrochen sind. Die Stärke der sich in Bogen von den Enden der einen Kauschen zu den Enden der anderen Kauschen erstreckenden Stege beträgt dabei vorzugsweise 1/3 bis 1/5* insbesondere 1/4 der Länge der die Stege kreuzenden Achse des Ovals. Die Durchbrüche der Zwischenglieder können zur Stützung der elastischen Masse von innen her mit einem stark kompressibelen Material, insbesondere mit Schaumstoff aus Gummi, Polyurethan oder weichem Elastomer gefüllt sein.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kauschen der Zwischenstücke parallel zur großen Achse des Ovals und damit die Zwischenglieder mit der kleinen Achse des Ovals radial in der Kupplung angeordnet sind.

Die Zeichung zeigt ein Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung.

Figur 1 stellt die Kupplung und

Figur 2 stellt in größerem Maßstab ein Zwischenglied dar.

Die Kupplung besteht aus den Kupplungshälften 1 und 5. Die Kupplungshälfte 1 mit ihrer Bohrung 2 sitzt auf einer der miteinander zu kuppelnden nicht dargestellten Wellen auf

-4-709828/0107

PATENTANWALrE F.W. HfMME il^ri · GERD LOLLLi- - U. GRCCb- - F. POLLMEIER

2600170 * 6>

und ist mit einem Zentrierbund 5 und vinem Plansch 4 vergehen. Ijie Kupplungahälfte 5 mit ihrer Bohrung t> sit;iL auf der anderen der miteinander zu kuppelnden Wellen auf und ist mit einem Flansch 7 versehen, der in eine Trommel 8 überseht, die an ihrem freien Ende mit einer Eindrehun-j y versehen ist. \x;v PLansch 4 der Kupplungshälfte 1 und der Flansch 7 der Kupplungshälfte 5 tragen Spannkreise unterschiedlichen Durchmessers, zwischen denen Zwischenglieder 10 zur Verbindung der Kupplungshälfte 1 und der Kupplurigshälfte 5 eingespannt und wirksam sind. Zur besseren und sicheren Einspannung der Zwischenglieder ist auf den Zentrierbund 3 der Kupplungshälfte 1 ein Spannring 11 aufgesetzt und in die Eindrehung y der Kupplungshälfte b ist ein Spannring 12 eingesetzt. Der spannring 11 ist gegen Drehungen auf dem Zentrierbund 5 durch einen Paßstift 1j5 gesichert, während der Spannring 12 an seinem Außenumfang genutet ist und durch eine in einer Gewindebohrung in der Trommel b einsitzende, in die Nute 14 eingreifende Paßschraube 1¹^ gegen Drehung in der Trommel b der Kupplungshälfte 5 gesichert ist. Jedes der Zwischenglieder 10 ist mit zwei Schrauben 16, die mit ihren Gewindeschäften in Gewindebohrungen auf dem Spannkreis des Flansches 4 der Kupplungshäifte 1 einsitzen, zwischen dem Flansch 4 und dem Spannring 11 eingespannt und mit der Kupplungshälfte 1 verbunden. Durch je zwei Schrauben 17* die mit ihren Gewindeschäften in Gewindebohrungen auf dem Spannkreis des Flansches 7 der Kupplungshälfte 5 einsitzen, sind die Zwischenglieder 10 des weiteren zwischen dem Flansch '( und dem Spannring 12 eingespannt und mit der Kupplungshälfte b verbunden.

Der Aufbau der Zwischenglieder 10 ist anhand der Figur ? beschrieben. Jedes Zwischenglied 10 besteht aus zwei Kausenen ?0a und 20b, deren jede mit zwei Bohrungen 21a bzw. 21 b versehen ist. Durch diese Bohrungen 21a und 21b werden die Schrauben 16 bzw. 17 geführt, wenn die Zwischenglieder 10 mit den Kupplungshalften 1 und 5 verbunden werden. Die Kauschen TOa und 20b sind aus Metall oder Hartkunststoff gefertigt. Ein Kauschenpaar 20a, 20b eines Zwischengliedes 10 ist bei der

709828/0107 ~^b~

PATENTANWALT;-! F.W. HEMMEf CK- GERO V1Ü¹ i.E-i · D. CjR·)^-¹ · F. POLLMi:ILi-!

2600170

dargestellton Ausführungsform von einepi hochfesten Cordgewebe 22 umschlungen. Tm übrigen besteht das Zwischenglied 10, welches ovale Form (runde Form mit Abplattungen entlang den Kauschen) hat, aus hochelastischem Material wie Gummi. Das als verstärkende Einlage bzw. Bandage wirkende Cordgewebe 22 erstreckt sich entlang der Peripherie des Ovals in nach außen gewölbten Bögen von Kausche 20a zu Kausche 20b. Zwischen den Kauschen 20a und 20b ist das Zwischenglied 10 von einem Durchbi'uch 2J) gehöhlt.

Die Erfindung ist nicht an das Ausfuhrungsbeispiel gebunden und nachstehend sind einige mögliche Abwandlungen beschrieben.

Es können die Zwischenglieder anstatt ourch ein Gev/ebe (Gewebe 2:k) mit anderen verstärkenden Einlagen oder einer Manschette bandagiert sein.

Anstatt die Zwischenglieder hohl zu halten, kann der Kern (Durchbruch 2~j) aus stark kompressibelem Material, insbesondere entsprechendem Schaumstoff bestehen.

Zur Verbindung der Zwischenglieder 10 mit den Kupplungshälften können die Schrauben anders angeordnet werden und es können die Spannringe entfallen. Wird jedoch nur eine Spannschraube an jeder Einspannstelle eines Zwischengliedes verwendet und dementsprechend jede Kausche nur mit einer Bohrung versehen, oder werden die Spannschrauben so angeordnet, daß sie die Zwischenglieder und deren Kauschen überhaupt nicht durchsetzen, so ist auf andere geeignete Weise sicherzustellen, daß die Kauschen durch die Einspannung der Zwischenglieder unverdrehbar zu den Kupplungshälften restgelegt sind.

Die einstückige Ausbildung der Kupplungshälfte 5 mit der Trommel 8 ist geeignet, wenn die Kupplung zum axialen Ein- und Ausbau der Zwischenglieder 10 zugänglich ist. Sofern nur radialer VAn- und Ausbau möglich ist, kann die Trommel Ό getrennt von der Kupplungshälfte 5 ausgebildet sein und ist dann mit einem Flansch zu versehen, i;■ it dem sie an dem Flansch 7 der Kupplungshälfte lösbar befestigt ist. Wird auf eine doppelseitige Einspannung der Zwischenglieder 10 verzichtet, so kann auch die Trommel Ö gänzlich entfallen.

709828/0107

Leerseite

Claims

Patentansprüche

^/Elastische Kupplung, bestehend aus zwei Kupplungshälften mit Spannkreisen unterschiedlichen Durchmessers und die Kupplungshalften verbindenden, in einer Radialebene angeordneten, formschlüssig mit den Kupplungshalften verbundenen Zwischengliedern, wobei die Zwischenglieder aus elastischem Werkstoff bestehen und in jedes Zwischenglied zwei die Verbindung der Zwischenglieder mit den Kupplungshalften herstellende Kauschen im radialen Abstand der Einspannstellen an den beiden Kupplungshalften und diese umschlingende Einlagen hoher Zugfestigkeit eingebettet sind,

dadurch gekennzeichne t, daß die Zwischenglieder ovale Form bei entlang der Peripherie des Ovals sich von Kausche zu Kausche nach außen gewölbt erstreckenden Einlagen haben.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen der Zwischenglieder aus einem Gewebe hochfester Fäden wie Cord, Stahldraht, Glas- oder Kunstfasern, oder einer infolge ihrer geringen Wandstärke flexibelen Manschette aus hochfestem Kunststoff bestehen.

J5. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die große Achse zur kleinen Achse des Ovals etwa wie 7 : 6 bis 5 : 4 insbesondere wie 6 : 5 verhalten und die Breite der Zwischenglieder mit etwa 50 bis 80$ insbesondere 2/5 der großen Achse des Ovals bemessen ist.

k. Elastische Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück in Achsrichtung des Ovals durchbrochen ist und die Stärke der sich in Bogen von den Endender einen

-2-

709828/0107

ORIGINAL INSPECTED

PATENTANWÄLTE F.W. HEMME. .Ch · GERD MC-LER · D. GROSSE ■ F. POLLMEIER

zu den Enden der anderen Kauschen erstreckenden Stege etwa 1/3 bis 1/5 insbesondere 1/4 der Länge der die Stege kreuzenden Achse des Ovals beträgt.

5. Elastische Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch mit einem stark kompressibelen Material, insbesondere mit Schaumstoff aus Gummi, Polyurethan oder weichem Elastomer gefüllt ist.

6. Elastische Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kauschen der Zwischenstücke parallel zur großen Achse des Ovals und damit die Zwischenglieder mit der kleinen Achse des Ovals radial in der Kupplung angeordnet sind.

709828/0107