DE2600270C2 - Elastische Kupplung - Google Patents

Description

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 bekanntgeworden. 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 unerwünschte 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 2 58 333), haftet ihnen der Nachteil an. daß die Montage der Zwischenglieder schwierig ist, was beim Auswechseln zeraörter 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 (DE-Gbm 74 11513. CH-PS 3'03 013, GB-PS 6 30 824, FR-PS 11 98 842). Von Kupplungen vorgenannter Art gehl die Erfindung aus unter Hervorhebung der Kupplung, bei welcher die in einer Radialebene angeordneten Zwischenglieder mit den Kupplungshälften auf Spannkreisen unterschiedlichen Durchmessers formschlüssig, drehfest verbunden sind, wobei in die Zwischenglieder aus elastischem Werkstoff je zwei starre, in Umfangsrichtung langgestreckte Kauschen im radialen Abstand der Spannkreise an den beiden Kupplungshälften und die Kauschen umschlingende Einlagen hoher Zugfestigkeit eingebettet sind (FR-PS 11 98 842). Durch diese Befestigung der Kauschen an den Kupplungshiilften ist die bei einem Teil des Standes der Technik (DE-Gbm 74 11 513. CH-PS 3 03 013) als nachteilig festgestellte Bewegung der Zwischenglieder gegenüber ihren Befestigungsbolzen und der damit auftretende Verschleiß ausgeschlossen. Da aber die die KaVrhen umschlingenden Einlagen in Form einer Acht gewickelt sind und die sich zwischen den Kauschen befindlichen Abschnitte der Einlagen »S-Form« haben, 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 einbegettet sind, radial komprimieren und tangential 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 Schwungmoment besitzt, ist vor allem ihre Fähigkeit zur Dämpfung von Drehschwingungen nicht befriedigend.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung der Zwischenglieder dahingehend, daß diese in der radialen Erstreckung weniger Raum benötigen, also eine gedrängtere Bauweise der Kupplung zulassen, und Drehschwingungen stärker dämpfen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den Zwischengliedern eine in Umfangsrichtung langgestreckte ovale

bo Form zu geben und mit entlang der Peripherie des Ovals sich jeweils von innerer Kausche /u äußerer Kausche nach außen gewölbt erstreckenden Einlagen zu versehen. Die Übertragung des Drehmomentes durch die Zwischenglieder erfolgt somit ausschließlich unter tangentialer Schubbeanspruchung der elastischen Masse der Zwischenglieder, wobei die Einlagen ;in der Peripherie lediglich wie Bandagen wirken, die erst bei maximaler Monii'ntübcrtragung annähernd gestreckt wer-

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den. Durch diese Beanspruchung der elastischen Masse im Zusammenwirken mit den Ein'agen wird eine hohe Dämpfung von Drehschwingungen erreicht.

Die Einlagen der Zwischenglieder können aus einem Gewebe hochfester Fäden wie Cord, Stahldraht, Glas- oder Kunstfasern oder einer infolge einer geringen Wandstärke flexiblen M-mschette aus hochfestem Kunststoff bestehen.

Besonders gunstige 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 verhält und die in Richtung der Kupplungsachse gemessene Breite des Zwischengliedes etwa mit 50 bis 80%, insbesondere ²Λ der großen Achse des Ovals bemessen ist.

Die Fähigkeit, radiale und winkelige Verlagerungen der miteinander zu kuppelnden Wellen auszugleichen, wird besonders gut, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Zwischenglieder in Ricntung der Hauptachse des Ovals durchbrochen sind. Die Stärke der sich jeweils in Bögen von den Enden der einen Kasuche zu den Enden der anderen Kausche erstreckenden Stege beträgt dabei vorzugsweise V₃ bis '/5, insbesondere ¹A₁ der Länge der die Stege kreuzenden Achse ties Ovals. Die Durchbrüche der Zwischenglieder können zur Stützung der elastischen Masse von innen her mit einem stark kompressiblen Material, insbesondere mit Schaumstoff aus Gummi, Polyurethan oder weichem Elastomer gefüllt sein.

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

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung.

Fi g. 1 stellt die Kupplung und

F i g. 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 und ist mit einem Zentrierbund 3 und einem Flansch 4 versehen. Die Kuppiungshälfte 5 mit ihrer Bohrung 6 sitzt auf der anderen der miteinander zu kuppelnden Wellen auf und ist mit einem Flansch 7 verschen, der in eine Trommel 8 übergeht, die an ihrem freien Ende mit einer Eindrehung 9 versehen ist. Der Mansch 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 Kupplungshälfte 5 eingespannt und wirksam sind. Zur besseren und sicheren Einspannung der Zwischenglieder 10 ist auf den Zentrierbund 3 der Kupplungshälfte 1 ein Spannring 11 aufgesetzt und in die Eindrehung 9 der Kupplungshälfte 5 ist ein Spannring 12 eingesetzt, Der ao Spannring 11 ist gegen Drehungen auf dem Zentrierbund 3 durch einen Paßslift 13 gesichert, während der Spannring 12 an seinem Außenumfang genutet ist und durch eine in einer Gewindebohrung in der Trommel 8 einsitzende, in die Nute 14 eingreifende Paßschraube 15 gegen Drehung in derTrommel 8dcr Kuppiungshälfte 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 Kuppiungshälfte 1 einsitzen, zwischen dem Flansch 4 und dem Spannring 11 eingespannt und mit der Kuppiungshälfte 1 verbunden. Durch je zwei Schrauben 17. die mit ihren Gewindeschäften in Gewindebohrungen auf dem Spannkreis des Flansches 7 der Kuppiungshälfte 5 einsitzen, sind die Zwischenglieder 10 des weiteren zwischen dem Flansch 7 und dem Spannring 12 eingespannt und mit der Kuppiungshälfte 5 verbunden.

Der Aufbau der Zwischenglieder 10 ist anhand der F i g. 2 beschrieben. Jedes Zwischenglied 10 besteht aus zwei Kauschen 20a und 206, deren jede mit zwei Bohrungen 21a bzw. 216 versehen ist. Durch diese Bohrungen 21a und 216 werden die Schrauben 16 bzw. 17 geführt, wenn die Zwischenglieder 10 mit den Kupplungshälften 1 und 5 verbunden werden. Die Kauschen 20a und 206 sind aus Metall oder Hartkunststoff gefertigt. Ein Kauschenpaar 20a, 206 eines Zwischengliedes 10 ist bei der dargestellten Ausführungsform von einem hochfesten Cordgewebe 22 umschlungen ' -3 übrigen besteht das Zwischenglied 10, welches ovale ί orrn (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 206. Zwischen den Kauschen 20a und 206 ist das Zwischenglied 10 von einem Durchbruch 23 gehöhlt.

Nachstehend sind einige mögliche Abwandlungen der Erfindung beschrieben.

Es können die Zwischenglieder anstatt durch ein Gewebe (Gewebe 22) mit anderen verstärkenden Einlagen oder einer Manschette bandagiert sein.

Anstatt die Zwischenglieder hohl zu halten, kann der Kern (Durchbruch 23) aus stark kompressiblem 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. Wi. d jedoch nur eine Spannschraube an jeder Ein-•spannstelle 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 festgelegt ⁱ.ind.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

26 OO 270 Patentansprüche:

1. Elastische Kupplung, bestehend aus zwei Kupplungshäiften mit Spannkreisen unterschiedlichen Durchmessers und die Kupplungshälften verbindenden, in einer Radialebene angeordneten Zwischengliedern aus elastischem Werkstoff, wobei in jedes Zwischenglied zwei eine formschlüssig drehfeste Verbindung der Zwischenglieder mit den Kupplungshälften herstellende starre, in Umfangsrichtung langgestreckte Kauschen, die radial übereinanderliegend im Abstand der Spannkreise an den beiden Kupplungshälften befestigt sind, und die Kauschen umschlingende Einlagen hoher Zugfestigkeit eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglieder (10) eine in Umfangsrichtung ovale Form bei entlang der Peripherie des Ovals sich jeweils von mnerer Kausche (20b) zu äußerer Kausche (2Oa^ nach außen gewöibt erstreckenden Einlagen (22) haben.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (22) der Zwischenglieder (10) aus einem Gewebe hochfester Fäden wie Cord, Stahldraht, Glas- oder Kunstfasern, oder einer infolge ihrer geringen Wandstärke flexiblen Manschette aus hochfestem Kunststoff bestehen.

3. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die große Achse zur kleinen .'.chse des Ovals etwa wie 7 :6 bis 5 :4 insbesondere wie 6 :5 verhäl· und die in Richtung der Kupplungsachse gemessene Breite der Zwischenglieder (10) mit etwa 50 br 80%, insbesondere -V₃ der großen Achse des Ovals bemessen ist.

4. Elastische Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenglied (10) in Richtung der Hauptachse des Ovals durchbrochen (Durchbruch 23) ist und die Stärke der sich in Bögen von den Enden der inneren zu den Enden der äußeren Kausche (20A>, 20.7,) erstreckenden Stege etwa ¹A bis V₅, insbesondere "₄ der Länge der die Stege kreuzenden Achse des Ovals beträgt.

5. Elastische Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (23) mit einem stark kompressibien 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 (20a. 20b) parallel zur großen Achse des Ovals und damit die kleine Achse des Ovals radial in der Kupplung angeordnet sind.