DE2630506A1 - ELASTIC SHAFT COUPLING - Google Patents
ELASTIC SHAFT COUPLINGInfo
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Description
Elastische Wellenkupplung Elastic shaft coupling
Die Erfindung bezieht sich auf eine elatische Kupplung zur übertragung hoher Drehmomente (bis etwa 250 mkg)zwischen hintereinanderliegenden, nicht genau fluchtenden Wellen einer Kraftmaschine und eines Schwungrades, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Solche Kupplungen werden im allgemeinen dann eingesetzt, wenn kleine Kardanwinkel oder geringer Axialversatz zwischen zwei Wellen auszugleichen ist. Bisher bekannte Ausführungen solcher elastischer Kupplungen bestehen im allgemeinen aus zwei starren Endflanschen zwischen die ein Gummielement eingesetzt ist, wobei die Kopplung zwischen Gummielement und Endflanschen in verschiedenster Weise gelöst wird.The invention relates to an elastic coupling for transmission high torques (up to about 250 mkg) between one behind the other, not exactly aligned shafts of an engine and a flywheel, in particular in one Motor vehicle. Such couplings are generally used when small Cardan angle or slight axial misalignment between two shafts is to be compensated. Previously known designs of such elastic couplings generally exist of two rigid end flanges between which a rubber element is inserted, wherein the coupling between rubber element and end flanges is solved in various ways will.
Solche bekannte Metallgummikupplungen haben jedoch den Nachteil, daß sie dann, wenn große Drehmomente übertragen werden sollen viel Bauraum beanspruchen und daß sie darüber hinaus nur sehr geringen Axialversatz zulassen.However, such known metal rubber couplings have the disadvantage that when large torques are to be transmitted, they take up a lot of space and that they also only allow very little axial misalignment.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elastische Kupplung ohne diese Nachteile zu schaffen, d. h. eine Kupplung, die sowohl vergleichsweise große Kardanwinkel zwischen den zu koppelnden Wellen ausgleicht als auch Axialversatz. Darüber hinaus soll die zu schaffende Kupplung hohe Torsionselastizität und gleichzeitig auch Torsionsdämpfung aufweisen, was wegen der vergleichsweise großen angeschlossenen Trägheitsmomente eines Schwungrads auf der einen Seite und einer Kraftmaschine auf der anderen Seite gefordert wird, und die, da sie insbesondere für den Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, besonders raumsparend ausgebildet sein soll.The object of the present invention is to provide a flexible coupling without creating these disadvantages, d. H. a clutch that is both comparatively compensates for large cardan angles between the shafts to be coupled as well as axial misalignment. In addition, the coupling to be created should have high torsional elasticity and at the same time also have torsional damping, which is because of the comparatively large connected Moments of inertia of a flywheel on one side and a prime mover on the other hand, and that, since it is particularly suitable for installation in a motor vehicle is provided, should be designed to be particularly space-saving.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß eine gattungsgemäße Kupplung aus einem konzentrisch ineinander angeordnete Büchsen umfassenden zylindrischen Mittelteil mit topfartigen Endflanschen besteht, die jeweils als Bogenzahnkupplungen ausgebildet sind und wovon einer mit einer zentralen Büchse des Mittelteils drehfest verbunden ist, die sich auf ihrer Innen-und Außenseite über elastische Elemente an konzentrischen Büchsen, die am anderen Endflansch befestigt sind abstützt, wobei eines dieser elastischen Elemente eine zylindrische Gummibüchse ist, die zwischen der zentralen Büchse und einer der konzentrischen Büchsen eingepreßt oder einvulkanisiert ist.To solve this problem, it is proposed that a generic Coupling of a cylindrical sleeve comprising concentrically arranged one inside the other Middle part consists of pot-like end flanges, each as curved tooth couplings are formed and of which one rotatably with a central sleeve of the middle part is connected, which is on its inside and outside via elastic elements on concentric bushings which are attached to the other end flange, wherein one of these elastic elements is a cylindrical rubber bushing between the central sleeve and one of the concentric sleeves pressed or vulcanized is.
Eine solcherart ausgebildete Wellenkupplung erfüllt die oben beschriebenen an sie gestellten Forderungen besonders gut, und hat zusätzlich den Vorteil wartungsunempfindlich zu sein.A shaft coupling designed in this way fulfills those described above The demands placed on them are particularly good, and also has the advantage of being maintenance-insensitive to be.
Aus dem Stand der Technik sind zwar Einzelmerkmale einer solchen Kupplung wie z. B. die Bogenzahnkupplungen oder die Verbindung zweier konzentrischer Metallbüchsen mittels einer Gummibüchse zur drehelastischen Verbindung von Wellen bekannt, es ist jedoch bisher nicht bekannt geworden, Einzelmerkmale aus Kupplungselementen für sehr unterschiedliche Zwecke so zu kombinieren, daß eine elastische Kupplung für den speziellen Zweck der Verbindung einer Kraftmaschine und eines Schwungrades geschaffen wird, die die speziell an sie gestellten Forderungen erfüllen könnte.Individual features of such a coupling are from the prior art such as B. the curved tooth couplings or the connection of two concentric metal sleeves known by means of a rubber bushing for the torsionally flexible connection of shafts, it has not yet become known, however, individual features from coupling elements to combine for very different purposes so that a flexible coupling for the special purpose of connecting an engine and a flywheel is created that could meet the specific requirements placed on them.
In Ausgestaltung der Erfindung kann das zweite elastische Element, das zur Abstützung der zentralen Büchse dient, entweder auch eine Gummibüchse sein oder aber es kann sich bei diesem elastischen Element um eine Vielzahl von Gummirollen handeln, die sich auf ineinander greifenden Zahnflanken der konzentrischen Büchsen abstützen. Dabei können je nach den geforderten Belastungsverhältnissen die Zahnflanken der konzentrischen Büchsen eine solche radiale Ausdehnung aufweisen, daß sie vollständig ineinander greifen, so daß die dazwischengefügten Gummirollen im wesentlichen auf Druck beansprucht werden oder aber es kann sich um kurze Zahnflanken handeln, die keine radiale Überdeckung aufweisen, so daß die Gummirollen im wesentlichen auf Scherspannung beansprucht sind.In an embodiment of the invention, the second elastic element, which is used to support the central sleeve, either be a rubber sleeve or this elastic element can be a plurality of rubber rollers act on the interlocking tooth flanks of the concentric bushings prop up. Depending on the required load conditions, the tooth flanks can the concentric sleeves have such a radial extension that they completely interlock, so that the rubber rollers interposed therebetween are essentially on Pressure can be stressed or it can be short tooth flanks Act, which have no radial overlap, so that the rubber rollers essentially are subjected to shear stress.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden die Hauptausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung beschrieben.The main exemplary embodiments are illustrated using the attached drawings described a shaft coupling according to the invention.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung, Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend II-II aus Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend dem der Fig. 2, jedoch zu einer Ausführungsform mit axial verlegten Gummirollen und Fig. 4 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 3, jedoch für eine Ausführungsform, bei der sich die Zahnflanken von konzentrischen Büchsen radial nicht überdecken.In the drawings, Fig. 1 shows a longitudinal section through a first Embodiment of a shaft coupling according to the invention, FIG. 2 shows a cross section corresponding to II-II from FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section corresponding to that of FIG. 2, but for an embodiment with axially laid rubber rollers and FIG. 4 a Section corresponding to that of FIG. 3, but for an embodiment in which do not radially overlap the tooth flanks of concentric bushings.
Die in Fig. 1 gezeigte elastische Kupplung verbindet eine Welle 10 und eine Welle 20, deren Wellenachsen nicht genau fluchten, sondern sowohl einen Kardanwinkel einschließen als auch radial gegeneinander versetzt sind. Die Wellenkupplung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Mittelteil, das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist und an dem zu beiden Seiten topfartige Endflansche 2 angeordnet sind. Die topfartigen Endflansche 2 können einstückig mit dem Mittelteil verbunden sein, oder aber durch Zusammensetzen verschiedener Flanschelemente gebildet werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden die topfartigen Endflansche 2 durch äußere Flanschringe 2a gebildet, die auf kreisförmige Endscheiben des zylindrischen Mittelteils 1 aufgeschraubt sein sollen. Die Flanschringe 2a sind mit einer Innenverzahnung 12 versehen, die an einem Ende in eine Bogenaußenverzahnung 21 der Welle 20 eingreift, am andern Ende der Wellenkupplung in eine Bogenaußenverzahnung 11 der Welle 10. Die Bogenzahnkupplungen 11, 12, 21 sind nach außen mit Dichtungen 13 abgedichtet.The elastic coupling shown in FIG. 1 connects a shaft 10 and a shaft 20, the shaft axes of which are not exactly aligned, but both one Include cardan angles as well as radial offset against each other are. The shaft coupling essentially consists of a cylindrical central part, which is designated in its entirety with 1 and on the pot-like on both sides End flanges 2 are arranged. The pot-like end flanges 2 can be integral with be connected to the middle part, or by assembling different flange elements are formed. In the illustrated embodiment, the pot-like end flanges 2 formed by outer flange rings 2a, which on circular end plates of the cylindrical Middle part 1 should be screwed on. The flange rings 2a have internal teeth 12 provided, which engages at one end in an external curved toothing 21 of the shaft 20, at the other end of the shaft coupling in a curved external toothing 11 of the shaft 10. The curved tooth couplings 11, 12, 21 are sealed to the outside with seals 13.
Der rechte topfartige Endflansch 2 ist mit einer zentralen Büchse 3 des Mittelteils 1 in der Weise drehfest verbunden, daß er einstückig mit dieser Büchse 3 ist. Die zentrale Büchse 3 weist auf ihrer Innenseite eine Gummibüchse 6, auf ihrer Außenseite eine Gummibüchse 6a auf, die jeweils anvulkanisiert sein sollen. Der linke Endflansch 2 ist einstückig mit einer inneren Büchse 4 und über eine Verschraubung mit einer äußeren Büchse 5 des zentralen Mittelteils 1 drehfest verbunden. Der Außendurchmesser der inneren Büchse 4 und der Innendurchmesser der äußeren Büchse 5 sind so gewählt, daß ein Preßsitz zwischen diesen Büchsen 4, 5 und den Gummibüchsen 6, 6a zustande kommt und somit eine Reibschlußverhindunq. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist zur Erleichterung der Montage zwischen die Gummibüchsen 6. und 6a und die mit dem linken Endflansch verbundenen Büchsen 4 und 5 jeweils eine geschlitzte Zwischenbüchse vorgesehen, die jeweils an der entsprechenden Gummibüchse anvuikanisiert ist (siehe Fig. 2).The right pot-like end flange 2 is with a central sleeve 3 of the central part 1 rotatably connected in such a way that it is integral with this Can 3 is. The central sleeve 3 has a rubber sleeve on its inside 6, a rubber bushing 6a on its outside, each of which is vulcanized should. The left end flange 2 is integral with an inner sleeve 4 and over a screw connection with an outer sleeve 5 of the central middle part 1 in a rotationally fixed manner tied together. The outer diameter of the inner sleeve 4 and the inner diameter of the outer sleeve 5 are chosen so that an interference fit between them Cans 4, 5 and the rubber bushings 6, 6a comes about and thus a Reibschlussverhindunq. In the illustrated embodiment, to facilitate assembly between the Rubber bushes 6 and 6a and the bushes 4 and 4 connected to the left end flange 5 each provided a slotted intermediate sleeve, each on the corresponding Rubber bushing is vulcanized (see Fig. 2).
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die äußere Gummibüchse 6a ersetzt durch eine Vielzahl von Gummirollen 7, die axial zwischen einander radial überdeckenden Zahnflanken eingelegt sind. Die Zahnflanken werden gebildet, von Zähnen 8, die an der zentralen Büchse 3 nach außen weisend angeordnet sind und von Zähnen 9, die sich von de äußeren Büchse 5 nach innen erstrecken. Wird von der Kupplung ein Drehmoment übertragen, so werden die axial verlegten Gummirollen 7 im wesentlichen auf Druck beansprucht.In the embodiment of FIG. 3, the outer rubber bushing is 6a replaced by a plurality of rubber rollers 7 which are axially radially between each other overlapping tooth flanks are inserted. The tooth flanks are formed by teeth 8, which are arranged on the central sleeve 3 facing outwards and of teeth 9, which extend from the outer sleeve 5 inwards. Used by the clutch transmit a torque, the axially displaced rubber rollers 7 are substantially stressed under pressure.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist dem gemäß Fig. 3 ähnlich, lediglich besteht zwischen den Zahnflanken 18, 19 an denen die axial ausgerichteten Gummirollen 17 abgestützt sind, keine radiale Uberdeckung so daß bei Übertragung eines Drehmomentes die Gummirollen 17 auf Scherung beansprucht werden.The embodiment according to FIG. 4 is similar to that according to FIG. 3, only exists between the tooth flanks 18, 19 on which the axially aligned Rubber rollers 17 are supported, no radial overlap so that during transmission a torque the rubber rollers 17 are subjected to shear stress.
Die übrigen Elemente aus Fig. 4 sind mit Bezugszeichen versehen, die der Ausführungsform nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 entsprechen.The remaining elements of Fig. 4 are provided with reference numerals which correspond to the embodiment according to FIG. 1 and FIG. 2.
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