DE2643575C2

DE2643575C2 - Wellenkupplung

Info

Publication number: DE2643575C2
Application number: DE2643575A
Authority: DE
Inventors: Kazuichi Fujisawa Kanagawa Fukuda
Original assignee: KANTO SPECIAL STEEL WORKS Ltd FUJISAWA KANAGAWA JP
Current assignee: KANTO SPECIAL STEEL WORKS Ltd FUJISAWA KANAGAWA JP
Priority date: 1975-09-30
Filing date: 1976-09-28
Publication date: 1985-03-14
Also published as: US4171627A; DE2643575A1

Description

a) zwischen zwei Flanschen (12, 13) des Federkäfigs (11) (getriebene Kupplungshälfte) liegt unter Freilassung von Spalten der einzige scheibenförmige Ringansatz (3) (treibende Kupplungshälf:.·);

b) die Anlageflächen für die federhalter (25, 26) sind in den Flanschen (12,13) als Halbzylinderflächen ausgebildet;

c) die Scheibe des Ringansatzes (3) weist Durchbrüche mit einander gegenüberstehenden halbzylindrischen Anlageflächen (c')zuf-,

d) die Anlageflächen (c) der Federhalter (25, 26) sind ebenfalls als Halbzylinderflächen, jedoch mit etwas kleinerem Radius ausgebildet, so daß sich die Anlageflächen der Federhalter bei radialer Verschiebung zwischen Triebnabe und Antriebsnabe in den Anlageflächen der Flansche (12, 13) abwälzen;

e) der Umfangsabstand der Anlageflächen (c') in dem Ringansatz (3) ist etwas kleiner als der Abstand der Anlageflächen (c) in den Flanschen (12,13), so daß sich Spalte (e) ergeben, die eine dem Ausrichtfehler entsprechende radiale Verschiebung zwischen den Anlageflächen (c) der Federhalter und den Anlageflächen (c^r) der Flansche (12,13) ermöglichen.

2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkäfig (41) mit Hilfe von Paßschrauben (51) an einem Flansch (37) der Abtriebsnabe (36) befestigt ist, wobei diese Paßschrauben durch den Festflansch (42), den Ringansatz (33), den abnehmbaren Flansch (43) und die Anschlußscheibe (48) hindurchreichen (F i g, 9).

3. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festflansch des Federkäfigs nahezu bis zum Mittelteil des ringförmigen Gehäuses (89) reicht, daß jeder Federhalter (101) an einem Stirnende eine halbzylindrische Anlagefläche (103) aufweist, die über die halbzylindrische Anlagefläche (102) des übrigen Teils vorsteht, daß der vorstehende Teil der Anlagef'äche in den Festflansch eingeführt

ist und daß der Ringansatz (82) der Triebnabe (81) auf der Anlagefläche des übrigen Teils des Federhalters sitzt und darauf in axialer Richtung verschiebbar ist (F ig. 11 bis 13).

4. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Ringansatzes (112) Kugellaufnuten (113) zur Aufnahme von Kugeln (128) vorgesehen sind, wobei die Tiefe der Kugellaufnuten für eine axiale Verschiebung des Ringansatzes zwecks Ausgleichs eines axialen Ausrichtfehlers bemessen ist und daß die S'irnflächen des Ringansatzes jeweils über die Kugeln auf den Stirnflächen des Festflansches und des abnehmbaren Flansches abgestützt sind (Fig. 14 und 15).

5. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Umfangsfläche der Triebnabe (181) einen nahezu mehrkantigen Querschnitt hat und daß die Federhalter so nahe wie möglich an den ebenen Teilen der Umfangsfläche angeordnet sind (Fig. 16).

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung mit einer Triebnabe, einer Abtriebsnabe und elastischen Koppelelementen zwischen denselben, wobei ein Ringansatz der Triebnabe in Umfangsrichtung ausgerichtete Koppelelement-Aufnahraen aufweist, wobei ein mit der Antriebsnabe verbundener, zylindrischer Federkäfig den Ringansatz unter Freilassung von Spalten zum Ausgleich von radialen, axialen und Winkel-Ausrichtfehlern der Triebwelle und der Abtriebswelle übergreift und in axialem Abstand voneinander Flansche sowie eine Abschlußscheibe umfaßt, wobei innerhalb der Flansche des Käfigs in Umfangsrichtung ausgerichtete, zu den Aufnahmen des Ringansatzes passende Koppeleiement-Aufnahmen ausgebildet sind, wobei jtAeils zwei Federhalter mit Anlageflächen an den Anlageflächen einer Aufnahme des Ringansatzes und entsprechenden Aufnahmen des Federkäfigs anliegen und einander in Umfangsrichtung gegenüberstehen und zwischen sich mindestens eine Druckfeder aufnehmen, deren Achse in Umfangsrichtung liegt.

Die GB-PS 1 84 890 beschreibt eine Wellenkupplung, die neben einem Innenkranz der Kupplung und einem Käfig eine Vielzahl «on Kupplungsscheiben benötigt. Infolgedessen ist zwar eine hohe Fertigungsgenauigkeit

so erforderlich, jedoch nur in geringem Ausmaß ein Ausgleich von Ausrichtfehlern möglich. Denn zwischen den einzelnen Bauteilen bleiben nur geringe Spalte frei, die kaum Ausgleichbewegungen zulassen.

Die US-PS 24 39 919 beschreibt eine nachgiebige Antriebsvorrichtung. die einen Ausgleich von Winkelfehlern ermöglicht. Ein Ausgleich von axialen Ausrichlfehlern oder radialen Versetzungen ist jedoch nicht gewährleistet, weil in radialer und axialer Richtung keine Spalte zwischen dem Zenlralflansch und den Kupplungsplatten vorhanden sind, Bei einer nachgiebigen Antriebseinrichtung isl ein solcher Ausgleich auch nicht erforderlich.

Eine Wellenkupplung der eingangs genannten Art ist in der GB-PS 1 41 824 beschrieben. Die bekannte WeI-lenkupplung erlaubt die Übertragung eines großen Drehmoments und den Ausgleich von Ausrichtfchlcrn in einem geringen Ausmaß. Es sind kammartig ineinandergreifende Flansche des treibenden Teils und des gc-

triebenen Teils vorhanden. Diese Flansche besitzen jeweils passende Aufnahmen für die Federhalter. Die Bewegungsmöglichkeit der Federhalter innerhalb der Aufnahmen ist vergleichsweise gering, so daß auch nur in einem geringen Umfang Ausrichtfehler abgeglichen werden können. Die Kupplung muß außerdem eine große axiale Länge haben, was nachteilig ist. Der Federhalter liegt jeweils nur in einzelnen Punkten an den Aufnahmen an, wodurch sich ungleichmäßige Belastungen ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Verbesserung einer Wellenkupplung der genannten Art, daß Ausrichtfehler innerhalb eines großen Bereichs ausgeglichen werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die folgenden Merkmale gelöst:

a) zwischen zwei Flanschen des Federkäfigs (getriebene Kupplungshälfte) liegt unter Freilassung von Spalten der einzige scheibenförmige Ringansatz (treibende Kupplungshälfte);

b) die Anlageflächen für die Federhalter sind in den Flanschen als Halbzylinderflächen ausgebildet;

c) die Scheibe des Ringansatzes weist Durchbrüche mit einander gegenüberstehenden halbzylindrischen Anlageflächen auf;

d) die Anlageflächen der Federhalter sind ebenfalls als Halbzylinderflächen, jedoch mit etwas kleinerem Radius ausgebildet, so daß sich die Anlageflächen der Federhalter bei radialer Verschiebung zwischen Triebnabc und Antriebsnabe in den Anlageflächen der Flansche abwälzen;

e) der Umfangsabstand der Anlageflächen in dem Ringansatz ist etwas kleiner als der Abstand der Anlageflächen in den Flanschen, so daß sich Spalte ergeben, die eine dem Ausrichtfehler entsprechende radiale Verschiebung zwischen den Anlageflächen der Federhalter und den Anlageflächen der Flansche ermöglichen.

Die Erfindung ermöglicht eine Vergrößerung der zulässigen Ausrichtfehler der Drehachsen. Außerdem wird die Stabilität der Kupplung erhöht. Die Kupplung nach der Erfindung ermöglicht auch die Aufnahme von Lastwechseln trotz der großen zulässigen Ausrichtfehler. Die Erfindung gewährleistet eine Absorption von Stoßkräften und stellt auch eine nachgiebige Kupplung zur Verfügung. Die Verschiebungen aufgrund der A'jsrichtfehler bewirken auch Verschiebungen zwischen den Federhaltern und den Aufnahmeflächen. Auch bei einem kontinuierlichen Betrieb über Jahre zeigt sich keine Abnutzung dieser Flächen. Die eingesetzten Schraubendruckiedem für die Stoßabsorption sind weitgehend alterungsfrei. Die Wellenkupplung kann in schweren Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, bei deren Beirieb Stoßbelastungen und Bclastung.sänderungen auftreten.

Man erhält dadurch einen festen Zusammenhalt der Teile der Wellenkupplung, daß der Federkäfig mit Hilfe von Paßschrauben an einem Flansch der Abtriebsnabe befestigt ist. wobei diese Paßschrauben durch den Festflansch, den Ringansatz, den abnehmbaren Flansch und die Abschlußscheibe hindurchreichen.

Der zulässige Bereich von axialen Ausrichtfehlern ist bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung besonders groß. Hier ist vorgesehen, daß der Festflansch des Federkäfifef· nahezu bis zum Mittelteil des ringförmigen Gehäuses reicht, daß jeder Federhalter ab einem Stirnende eine halbzylindrische Anlagefläche aufweist, die über die halbzylindrische Aniagefläche des übrigen Teils vorsteht, daß der vorstehende Teil eier Aniagefläche in den Festflansch eingeführt ist und daß der Ringansatz der Triebnabe auf der Aniagefläche des übrigen Teils des Federhalters sitzt und darauf in axialer Richtung verschiebbar ist.

Die axiale Belastbarkeit der Wellenkupplung ist besonders groß, wenn auf beiden Seiten des Ringansatzes ίο Kugellaufnuten zur Aufnahme von Kugeln vorgesehen sind, wobei die Tiefe der Kugellaufnuten für eine axiale Verschiebung des Ringansatzes zwecks Ausgleichs eines axialen Ausrichtfehlers bemessen ist, und daß die Stirnflächen des Ringansatzes jeweils über die Kugeln auf den Stirnflächen des Festflansches und des abnehmbaren Flansches abgestützt sind.

Die Wellenkupplung läßt sich in ihren radialen Abmessungen dadurch klein halten, daß die Umfangsfläche der Triebnabe einen nahezu mehrkantigen Querschnitt hat und daß die Federhalter so nahe wie möglich an den ebenen Teilen der Umfangsfläche a«f eordnet sind,

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine Wellenkupplung nach eier Erfindung,

F i g. 2 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht zu Fig.l,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines Federhalters für die Wellenkupplung nach F i g. 1,

F i g. 4 eine schematische Erläuterung der Wirkungsweise der Wellenkupplung nach der Erfindung,

F i g. 5 einen Schnitt durch eine Wellenkupplung mit radialer Fehiausrichtung zwischen Triebwelle und Abtriebswelle,

F i g. 6 eine schematische Erläuterung der Wirkungsweise der Wellenkupplung bei radialer Fehlausrichtung zwischen Triebwelle und Abtriebswelle,

F i g. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkung der Wellenkupplung bei axialer Verschiebung zwischen Triebwelle und Abtriebswelle,

F i g. 8 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer winkeimaßigen Fehlausrichtung zwischen Triebwelle und Abtriebwelle,
F i g. 9 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 10 ebenfalls einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 11 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 eine Seitenansicht zu F i g. 11,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Federhalters für die Wellenkupplung nach Fig. 11,

Fig. 14 einen Axialschnitt durch eine Wellenkupplung zur Übertragung axialer Kräfte,

F i g. 15 eine Seitenansicht zu F i g. 14,

Fig. 16 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer Wellenkupplung mit polygonalem Außenumfang der Triebnabe,

Fig. 17 und 18 jeweils Ausführungsformen besonderer Federelemente,

Fig. 19 eine vergrößerte Ansicht der Federanordnung nach Fi g. 18,

F i g. 20 einen Axialschnitt einer Wellenkupplung mit zwei Kupplungseiniwiten.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist eine Triebnabe 2 an einem Ende einer Triebwelle 1 befestigt, der eine Abtriebswelle 5 mit einer Abtriebsnabe 6

gegenübersteht. Die Triebnabe 2 besitzt an einem Stirnende einen in radialer Richtung vorstehenden, scheibenförmigen Ringansatz 3, der zwischen einem Festflansch 12 und einem abnehmbaren Flansch 13 eines Federkäfigs 11 liegt. Der Festflansch 12 und der abnehmbare Flansch 13 sind durch ein Ringgehäuse 14 des Federkäfigs 11 miteinander verbunden. Durch diese Anordnung ergibt sich zwischen dem Ringansatz 3 und dem Federkäfig Il ein Spalt 6 für Bewegungen in axialer Richtung und ein Spalt'a'zwischen der Umfangsfläche der Triebnabe 2 und der Innenfläche des Federkäfigs 11 sowie der Innenfläche einer Abschlußscheibe 18, die an dem Federkäfig 11 befestigt ist.

Das Stirnende der Abtriebsnabe 6 trägt einen sich in radialer Richtung erstreckenden Flansch 7, an dem ein Vorsprung 15 des Festflansches 12, der über das Ringgehäuse 14 in radialer Richtung vorsteht, durch Paßschrauben 21 festgehalten ist.

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in folgender Weise ausgebildet. Halbzylindrische Anlageflächen c für Federhalter stehen einander jeweils paarweise gegenüber und sind durch Ausnehmungen gleicher Größe an entsprechenden Stellen innerhalb des Festflansches 12 und des abnehmbaren Flansches 13, der fest mit dem Federkäfig 11 verbunden ist, ausgebildet. Weitere halbzylindrische Anlageflächen c' für Federhalter sind paarweise einander zugewandt innerhalb des Ringansatzes 3 ausgebildet, wobei der gegenseitige Abstand dieser Anlageflächen c' etwas kleiner als der Abstand der Anlage Hache c ist; ebenso ist der Krümmungsradius der Anlageflächen c' gleich oder etwas kleiner als derjenige der entsprechenden Anlageflächen

c. Damit bilden diese Anlageflächen c. c'eine Aufnahme

d, d' für eine Federanordnung. Über den Umfang der Kupplung sind vier derartige Aufnahmen verteilt, vergleiche F i g. 2.

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den jeweiligen Enden liegt innerhalb der Aufnahme. Schraubendruckfedern 29 werden zweifach für jede Aufnahme eingesetzt, so daß insgesamt acht Federelemente für alle Aufnahmen vorhanden sind. Jede Schraubendruckfeder 29 stützt sich an ihren Enden auf Zapfen 27 der Federhalter 25,26 ab, wobei jeder Zapfen 27 mit der Innenfläche der Schraubendrucfcfedcr in Eingriff ist. Nach F i g. 3 weisen die Federhalter 25,26 auf der Rückseile gegenüber der Abstützfläche für die Schraubendruckfedern 29 eine halbzylindrische Anlagcflache h auf.

Die F i g. 1 und 2 erläutern den Fall, wo innerhalb einer jeden Federanordnung, die den Aufnahmeraum d. d' ausfüllt, zwei Schraubendruckfedern eingesetzt sind; die Anzahl der Schraubendruckfedern kann jedoch sowohl auf ein Stück oder drei und mehr Stücke entsprechend dem Betrag des zu übertragenden Drehmomentes geändert werden.

Im Normalfall haben die Anlageflächen c, c' einen größeren Durchmesser als die zylindrische Anlagefläche eines jeden Federhalters 25,26, damit Verschiebungen der Wellen in der weiter unten beschriebenen Weise vollständig ausgeglichen werden können.

Wenn alle acht Schraubendruckfedern 29 mit ihren entsprechenden Federhaltern 25,26 in die Federaufnahmen d. d' in der angegebenen Weise eingesetzt sind, ergeben sich bei nichtbelasteter Kupplung Spalte c und f. eier Spüli c im zylindrischen Umfangsbereich, der Spalt fin dem geradlinigen Randbereich der Aufnahme, jeweils innerhalb der Federaufnahme d des Festflansches 12 und des abnehmbaren Flansches 13 des Feder- kafigsll.

Nunmehr wird die Stoßabsorption in der Wellenkupplung erläutert: Wenn ein Drehmoment wirksam ist, verdrehen sich der Fcderkäfig U und die Triebnabe 2 gegeneinander. Die Anlagefläehen für den Federhalter innerhalb des Fcslflansches 12 und des abnehmbaren Flansches 13 innerhalb des Federkäfigs 11 und die Anlageflächc innerhalb des Ringansatzes 3 der Triebnabe 2 werden gegeneinan der in Umfangsricntung verschoben, wodurch die axiale Länge der Schraubendrtjfckfeder 29 zwischeh den Federhaltern 25 und 26 gegenüber dem unbelasteten Zustand kleiner wird. Dadurch wird diese axiale Länge bei einer Drehung in beliebiger Richtung zusammcngc drückt. Je stärker die von der Triebwcllc auf die Ab triebswelle Iu übertragende Drehkraft ist, um so stärker werden die Schraubendruckfedern 29 zusammengedrückt, bis schließlich die Federgänge aneinander anlie-

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1 auf die Triebnabe 2, den Federhalter 25, die Schrau· bcndruekfcdcrn 29, den Federhalter 26, den Federkäfig 11, die Abtriebsnabe 6 und schließlich auf die Abtriebs· welle 5 übertragen. Dabei wird das Drehmoment durch eine Kraft entsprechend der Druckkraft der Schrauben druckfeder 29 ausgeglichen. Diese Kraft ändert sich ent sprechend der Änderung des zu übertragenden Drehmoments, so daß dadurch eine Stoßbelastung beim Beginn der Drehung oder eine Impulsbelastung durch elastische Verformung der Schraubendruckfedern 29 ab- sorbiert wird. Wenn ein noch größeres Drehmoment auftritt, wird die Drehung durch dit Schraubendruckfedern 29 mit aneinander anliegenden Gewindegängen übertragen. Dabei können die Schraubendruckfedern 29 eine lange Gebrauchsdauer ohne Beschädigung überstehen, wenn sie so berechnet sind, daß die beim Aneinanderliegen der Schraubertgänge auftretende Spannung innerhalb des EiastiZitetsbeteiehes l'regL

Diese Arbeitsweise wird in der'schematischen Darstellung der Fig.4 erläutert, die eine gegenseitige Dre- hung in Umfangsrichtung zwiscHen der Triebwölle und der Abtriebswelle zeigt. Fig. 4b ist eincschematische Darstellung der Schraubendruckfcder für diesen Fall. Dabei ist der Verdrehungswinkel λ der Abtriebswelle 5 gegenüber der Tricbnabc 2 dargestellt.

Wenn die Nachgiebigkeit der Schraubendruckfedcrn 29 für diese Betriebsbedingungen bemessen ist, können Impulse absorbiert werden, die im Übertragungssystem, sei es auf der Eingangsseitc oder auf der Ausgangsseite, auftreten. Dadurch wird die Kupplung gegen Schäden geschützt.

Eine Abschlußscheibe 18, die durch mit Federscneiben 20 unterlegten Gewindebolzen 19 mit dem abnehmbaren Flansch 13 des Federkäfigs 11 verbunden ist. schützt die Federanordnung aus den Schraubendruckfe dem 29 und den Federhaltern 25 und 26 gegen ein Her ausgleiten. ■ ..■·■■

Die Ausgleichsfunktion der Wellenkupplung ist folgende: De·· Ringansatz 3 der Triebnabe Z der Festflansch 12, der abnehmbare Flansch 13 und das Ringge- häuse 14 des Federkäfigs 11 sind so bemessen, daß sie einander nicht berühren, sondern zwischen sich Spalte a. b. a'freilassen. Außerdem sind Spalte e, /"zwischen den Aufnahmeflächen c, c'für die Federhalter und den Federhaltern 25, 26 vorgesehen. So lange diese Spalte of- fen bleiben, werden alle radialen Ausrichtfehler oder Verschiebungen der Wellen, nämlich sowohl Winkclverschiebungen als auch andere radiale Fehlausrichtungen und axiale Ausrichtfehler der Wellen ausgeglichen. "

Die Kompensierung radialer Aiisrichtfehlcr erfolgt in folgender Weise: F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Wellenkupplung mit einem radialen Ausrichtfehler S /wischen der 1 riebwelle 1 und der Abiriebswcllc 5. i-'ig. 6 erläuten die Kompensation dieses Ausrichtenlcrs. Im bclastungsfreien Zustand kann der radiale Ausrichtfchler S zwischen der Triebwclle 1 und der Abtriei--welle 5 innerhalb des durch die Größe der Spalte u. e. /"gegebenen Bereiches nach Fig.2 ausgeglichen werden. Wenn durch die Triebwelle 1 eine Drehung übertragen wird, werden die Druckfedern 29 zusammengepreßt, wobei sich der Verformungsbetrag der Druckfedern 29 in Abhängigkeit von der Druckänderung entsprechend dein jeweiligen Drehmoment ändert. In diesem Fall werden die Spalte e zwischen den Federhaltern 25 und beiden Aufnahmeflächen c'innerhalb des Ringansatzes .3 sowie der Aufnahmeflächen c'inncrhaib des Festflansches 12 und des abnehmbaren Flansches 13

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größer gegenüber dem bclastungsfreien Zustand, so daß dadurch der Einfluß des Abschließens des Spaltes c bei δ weit kleiner als im bclastungsfreien Zustand wird. Dadurch wird bei einer Drehmomentübertragung von der Tricbwelle 1 auf die Abtriebswelle 5 ein radialer Ausrichtfchlcr der Wellen gleichmäßig wie im bclasttingsfreien Zustand ausgeglichen.

Entsprechend bleibt eine axiale Verschiebung 6' der Wellen innerhalb eines Bereiches entsprechend der Breite des Spaltes b unschädlich, d. h- solange nicht der Kingansatz 3 der Triebnabe 2 an den Festflansch 12 odci den abnehmbaren Flansch 13 des Federkäfigs 11 anstößt. Dieses ist in Fig. 7 dargestellt. Eine Verschiebung ό' der Welien in axialer Richtung wird durch ein Gleiten der Federhalter 25.25' und der Anlageilächen c. c·' oder durch eine elastische Verformung der Schrau- « bendruckfedern 29 aufgenommen.

Fin Winkelausrichtfehler der Wellen läßt sich in einen Ausrichtfehler des Drehwinkels, der sich in seinem Betrag in jedem Punkt ändert, und eine axiale Verschiebung zerlegen. Damit läßt sich ebenso wie im belastungsfreien Zustand ein solcher Ausrichtfehler durch ein kombiniertes Wirksamwerden der oben beschriebenen Vorgänge abgleichen.

Damit die jeweiligen Enden der Federhalter 25,26 bei einem Winkelausrichtfehler der Wellen nicht anstoßen, ist ein Spalt g zwischen der Abtriebsnabe 6 und der Abschlußscheibe 18 frei gelassen.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf eine Ausführungsform der Erfindung mit vier Federanordnungen. Es gibt jedoch keine Beschränkung für die An- v> zahl dieser Federanordnungen. Jede beliebige Vielzahl der Federanordnungen ist unter Berücksichtigung der konstruktiven Bedingungen möglich. Man kann auch hydraulische Dämpfer aus einer Kombination einer Ringfeder oder einer Metallfeder mit Gummielementen an Stelle der Schraubendruckfedern einsetzen.

Eine Wellenkupplung nach F i g. 9 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar. Diese Weilenkupplung benutzt Paßschrauben als Verbindungselemente und ist besonders raumsparend mit kleinem Au- to ßendurchmesser aufgebaut. Die Kupplung hat eine hohe Funktionstüchtigkeit und einen hohen Wirkungsgrad. Außerdem sind die Herstellungskosten klein. Nach Fig.9 ist diese Kupplung weitgehend ähnlich wie die zuvor beschriebene Ausführungsform aufgebaut, jedoch ist kein Ringansatz am Außenumfang des Federkäfigs vorhanden. Vielmehr sind zwischen den beiden Flanschen 42 und 43 des Federkäfigs 4t Durchgangslöchcr 49 vorhanden, die auch durch den Flansch 37der Abtriebswelle 36, ferner durch den Fcstflansch 42 des Federkäfigs 41, den Ringansatz 33 der Triebnabe 32, den abnehmbaren Flunsch 43 des l-Vili-rkilfijis 41 und ilk· AbschluUscheibc 48 verlaufen. Alle diese Huiitcilc sirnl mittels der Paßschrauben 51 fest miteinander verbunden. In diesem Fall ist der Durchmesser des Durchganges innerhalb des Ringansatzes 33 der Triebnabe größer, damit die Paßschrauben berührungsfrei hindurchgehen. Eine Paßschraube 51 reicht also durch den Flansch 37 der Abtriebsnabe 36, den Federkäfig 41 und die Abschlußscheibe 48. Diese Teile sind durch die Paßschraube 51 mit Hilfe einer Mutter 52 und einer Federscheibe 53 fest zusammengehalten. Die Paßschraube 51 hat einen Sechskantkopf und im Anschluß daran einen Paßbund mit großem Durchmesser, ferner einen Teil mit kleinem Durchmesser, der den auftretenden Klcmmkräften standhalten kann, und einen Gewindeteil üni Siif ficiidc.

Ein kleinerer Durchmesser im Anschluß an den Paßbund erlaubt einen kleineren Durchmesser des durch den Ringansatz gehenden Durchganges, so daß dadurch eine Verstärkung des Ringansatzes gesichert ist. Der Paßbund der Paßschraube 51 liegt dicht in den entsprechenden Paßlöchern des Flansches 7 der Abtriebsnabe 36 und des Festflansches 42 des Federkäfigs 41, so daß dadurch eine große Festigkeit gegenüber einem auftretenden Drehmoment gewährleistet ist. Durch den Durchgang 34 des Ringansatzes 33 der Triebnabe 42 verläuft ein Teil der Paßschraube 51 mit kleinerem Durchmesser. Dieser Durchgang 34 hat einen möglichst großen Durchmesser, damit eine StoQabsorption durch Ausgleichsbcwegung möglich ist. ohne daß die Paßschraube 51 an der Wandung des Durchganges 34 auch nach langer Gebrauchsdauer anstößt. Innerhalb des abnehmbaren Flansches 43 des Federkäfigs 41 und innerhalb der Abschlußscheibe 48 ist ein Durchgang mit einem Durchmesser vorgesehen, der gerade zur Aufnahme und zum Anziehen der Paßschraube 51 ausreicht. In Fig.9 erkennt man Federhalter 39 und 40 und eine Feder, die in gleicher Weise wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform aufgebaut ist.

Fig. 10 zeigt eine weitere Wellenkupplung nach der Erfindung, die im Betrieb Stoßkräfte in axialer Richtung aufnehmen kann. Dabei haben die Triebwelle 61, die Abtriebsnabe 65, der Federhalter 77, die Feder 78 den gleichen Aufbau wie die gleichartigen Teile der Wellenkupplung nach Fig. 1.

Das Gehäuse 68 des Federkäfigs 67 weist an einem Ende einen einstückig angeformten Abschlußflansch 69 ai'f, der den abnehmbaren Flansch 13 und die Abschlußscheibe 18 der Ausführungsform nach Fig. 1 zusammenfaßt. Zur Abstützung der Federhalter 77 an dem Abschlußflansch 69 ist der Ringansatz 62 der Triebnabe 61 teilweise ausgenommen an einer Stelle entsprechend der Aufnahme, so daß man eine Einlagenut 70 erhält Diese Nut 70 wird durch den Federhalter 77 ausgefüllt, der von einem Ende aus eingeschoben wird. Das Gehäuse 68 des Federkäfigs 67 hat einen Ansatzflansch 71, der am gegenüberliegenden Ende wie der Abschlußflansch 69 befestigt ist. Der Ansatzflansch 71 ist teilweise ausgehöhlt, damit man Aufnahmen 72 für die Federanordnungen erhält. Diese Aufnahme 72 wird durch die Federhalter 77 ausgefüllt

Wenn der Ringansatz 62 der Triebnabs 61 in den Federkäfig 67 eingesetzt ist, wird der Ansatzfiansch 71 auf das Gehäuse 68 aufgesetzt Der Ansatzflansch 71 wird mit Hilfe eines Bolzens 73 und einer Schweißver-

bindung 74 festgehalten. Nachdem der Federhalter 77 zusammen mit der Feder 78 in die Aufnahme innerhalb der Triebnabe 61 und innerhalb des Federkäfigs 67 eingesetzt ist, wird der Federkäfig 67 an der Abtriebsnabe 65 befestigt, indem der Flansch 66 mit dem Flansch 65 des Federkäfigs durch die Paßschraube 76 verbunden wird.

Der Federkg'ig 67 dieser Ausführungsform ist mit dem Abschlußnansch 69 einstückig ausgebildet. Der Abschlußflansch 69 ist, mit Ausnahme der jeweiligen Aufnahmenuten 70, dick und stark. Auch die Paßschrauben 76 zur Verbindung des Federkäfigs 67 mit dem Abtriebsflansch 65 haben eine hohe Festigkeit, so daß man eine feste Verbindung erhält. Infolgedessen kann der Federkäfig 67 großen Stoßbelastungen in axialer Richtung standhalten. Es können keine Störungen dadurch auftreten, daß die Abschlußscheibe beeinträchtigt wird.

Eine Wellenkupplung nach den Fig. 11 und 12 ist so aufgebaut, daß sich die Triebnabe in axialer Richtung in einem größeren Ausmaß verschieben kann. Für eine Übertragung eines Drehmoments ist es sehr vorteilhaft, wenn man Lager, Wellenkupplung und dergleichen beim Einbau und beim Ausbau mehr oder weniger in axialer Richtung verschieben kann. Die Wellenkupplung nach der Erfindung ist auf diesen Zweck ausgelegt. In den Figuren haben die Treibnabe 81 und die Abtriebsnabe 85 den gleichen Aufbau wie entsprechende Bauteile der Wellenkupplungen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Der abnehmbare Flansch 90 ist in das Gehäuse 89 des Federkäfigs 88 von einem Ende aus bis in die Nähe des Mittelteils eingeführt. An diesem Stirnende ist auch eine Abschlußscheibe 98 durch Gewindebolzen 95 befestigt. Der abnehmbare Flansch 90 ist durch einen Gewindebolzen 95, der durch das Abstandstück 94 und die Abschlußscheibe 95 reicht, an dem Federkäfig 88 befestigt. Zwischen dem abnehmbaren Flansch 90 und der Abschlußscheibe 93 verbleibt ein Spalt 96. Der abnehmbare Flansch 90 ist außerdem im Mittelteil ausgenommen, so daß man Aufnahmen 91 für die Federanordnung erhält.

Der Festflansch des Gehäuses 89 reicht in die Nähe des Mittelteils derart, daß im Mittelbereich des Gehäuses 89 mehrere nach innen gerichtete Vorsprünge 98 ausgebildet sind, die miteinander zusammenhängen und einen Aufnahmeraum für eine Aufnahme 99 einer Federanordnung freilassen.

Der Federhalter 101 nach Fig. 13 besitzt eine Halbzylinderfläche 103, die gegenüber der anderen Halbzylinderfläche 102 vorspringt. Zwei Federhalter 101 werden als Satz zur Aufnahme einer Schraubendruckfeder 106 eingesetzt. Die beiden Federhalter IÖ1 sind innerhalb des Gehäuses 89 so eingebaut, daß die Halbzylinderfläche 102 in die Aufnahmen 83 des Ringansatzes 82 der Triebnabe 61 und die Aufnahme 91 des abnehmbaren Flansches kommt, wogegen die vorstehende Zyünderfläche 103 in der Aufnahme 99 des Gehäuses 89 Platz findet.

Der Federkäfig 88 ist durch Paßschrauben 109 mit der Abtriebsnabe 85 verbunden. Wenn sich die Triebnabe 81, bezogen auf Fig. 11, nach links bewegt, kommt der Ringansatz 82 mit dem Vorsprung des Federhalters 101 in Eingriff. Die Triebnabe 81 wirkt auf den Federhalter 101 ein. Die Stirnfläche 104 des Federhalters 101 bewegt sich über einen Abstand 108, bis sie an die Stirnfläche 86 der Abtriebsnabe 85 anstößt.

Die Ha'bzylinderfläche 102 des Federhalters 101 be

sitzt einen konkaven Abschnitt 105, an dem die Anlagefläche 83 des Ringansal7.cs 82 anliegt. Wenn sich deshalb die Triebnabe 61 nach rechts bewegt, bewegt sich der Federhalter 101 Zusammen mit der Triebnabe ebenfalls nach rechts. Wenn sich die Anlagefläche 82 und der Federhalter 101 bereits aufgrund der auftretenden Reibung zusammen bewegen, kann man auf den konkaven Abschnitt 105 verzichten.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach den

ίο Fig. 14 und 15 befindet sich am Stirnende derTricbnabc Ml ein Ringansatz 112. der von dem Festflansch 119 des Fcdcrkttfigs 118, dem abnehmbaren Flansch 122 desselben, der im Hinblick auf eine einfache Montage konstruiert ist, und einem Ringgehäuse 120 des Fcdcr- 5 käfigs 118 umschlossen ist. so daß man einen Spalt 125 in Umfangsrichtung und einen Spalt 126 in axialer Richtung erhält.

Auf beiden Seiten des Ringansatzes 112 der Triebnahe IM sind KügcüsüfnüiCR 113 eingearbeitet, die eine Vielzahl von Kugeln 128 aufnehmen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Kugellaufnuten 113 so bemessen, daß die eingesetzten Kugeln 128 einen Spalt 129 in axialer Richtung freilassen. Während der Drehung wirken die Kugeln 128 als Wälzkugeln.

Am Stirnendc der Abtriebsnabe 115 befindet sich ein radialer Flansch 116, der mit Hilfe von Federscheiben 131 durch Paßschrauben 132 fest mit dem Festflansch 119 des Federkäfigs 118 verbunden ist, wobei zur Sicherung gegen Verdrehung ein Keil 130 vorgesehen ist.

jo Der Federkäfig 118 enthält vier Aufnahmen 134 für Federanordnungen, jede Aufnahme stellt eine Ausnehmung eines Festflansches 119, des abnehmbaren Flansches 122 und des Ringansatzes 112 dar, die zwei HaIbzylindcrflächen 133 gleicher Größe und entsprechender

JS Lage umfaßt, so daß dies« Anlageflächen 133 aufeinander ausgerichtet sind und jeweils eine Aufnahme 134 für eine Federanordnung bilden. Jede Federanordnung umfaßt eine Schraubcndruckfedcr 137 und zwei Federhalter 136, die auf die Enden der Feder 137 aufgesetzt sind.

Diese Federanordnung findet innerhalb der Aufnahme 134 derart Platz, daß die Federhalter 136 jewels in eine Anlageflächc 133 passen. Jede der vier Schraubcndruckfedern 137 wird durch ihre beiden Federhalter 136 an beiden Enden abgestützt, leder Federhalter hat runde Zapfen, die mit der Innenfläche der Feder in Eingriff sind. An der gegenüberliegenden Seite jedes Federhalters befindet sich eine halbzylindrische Anlageflächc Die Fig. 14 und 15 zeigen eine Ausführungsform mit jeweils einer Schraubendruckfeder für jede Federan- Ordnung innerhalb einer Aufnahme 134. Wenn es im Hinblick auf den konstruktiven Aufbau möglich ist, kann man auch mehr als zwei Schraubendruckfedcrn zur Übertragung eines größeren Drehmomentes einsetzen.

Am Ende des Gehäuses 120 des Federkäfigs 118 ist durch Gewindebolzen 124 eine Abschlußscheibe 123 befestigt, die den abnehmbaren Flansch 122 festhält.

Innerhalb der Wellenkupplung dieser Ausführungsform befinden sich Kugeln 128 zwischen dem Ringan-

bo satz 112 der Triebnabe 111 und dem Festflansch 119 sowie dem abnehmbaren Flansch 122 des Federkäfigs 118.

Dadurch kann keine direkte Berührung zwischen den genannten Flanschen auftreten, auch wenn eine Axiales kraft auf die Kupplung einwirkt. Infolgedessen tritt keine Erwärmung auf, weil die Kugeln 128 als Wälzlager arbeiten.

F i g. 16 zeigt eine Wellenkupplung mit vergleichswei-

se kleinem Aubendurchmesscr und einem kompakten Aufbau. Der Zyllinderabschnitt 132 der Triebnabe 181 hat einen mehrkantigen Außenquerschnitt. Dadurch werden die Außenflächen dieses Abschnittes, auf denen die Federhalter 185 liegen, möglichst in die Nahe der Achse gelegt, wobei der Abstand auf den aus i'estigkeitsgründen für die Übertrugung des Drehmomentes erforderlichen Kleinstwert herabgesetzt wird. Man hat also jeweils ebene Flächenabschnitte 183. Die Federhalter 185 kommen in solche Nähe der Achse, daß die Außendurchmesser des Ringansatzes 187 und des Flansches 188 wesentlich kleiner gemacht werden können, so daß die Gcsamtkupplung einen kompakten Aufbau erhält. Diese Wellenkupplung ist für einen Einsatz unter beschränkten Paumverhältnissen geeignet.

Die auf die Federhalter aufgesetzte Schraubendruckfeder kann eine eingängige Feder mit einer Mittelachse sein. Weil jedoch eine solche Feder sehr großen Belastungen bei der Übertragung eines Drehmomentes nur bei entsprechend großer Auslegung standhalten kann, führt dies zu einer Vergrößerung der Wellenkupplung.

Die in den Fig. 17 und 18 dargestellten Federanordnungen sind für Wellenkupplungen zur Übertragung eines großen Drehmomentes geeignet. Nach Fig. 17 besitzt der Federhalter 191 einen zweifach abgestuften Zapfen 192. so daß zwei Schraubendruckfedern 193 und 194 aufgesetzt werden können, die zur Kraftübertragung herangezogen werden können.

Nach Fig. 18 wird eine besondere elastische Anordnung 201 neben einer Schraubeudruckfeder 200 eingesetzt. Nach Fig. 19 wird eine Elastometereinlage 204 aus Urethangummi oder dergleichen in einen Zylinder 202 eingesetzt, so daß ein Spalt 203 an der Zylinderwandung freibleibt. In den Zylinder 202 wird ein Kolben 205 eingeführt, der an der Wandung 206 des Zylinders 202 gleitet. An dem Stirnrand des Zylinders 292 ist durch Schrauben 208 eine Platte 207 befestigt, die ein Heraus-

-i.:. j w _Λπ *uve u: ι « rv:_ ci~-t * :_

gICtICIl UCS I\UIUCII3 AVJ TCMIIIIUCiI. 1~/IG (-.laShlHllU IUI Uli I" lage 204 in der Kammer des zylindrischen Zapfens 1% des Federhalters 195 ist in F i g. 18 auf der einen Hälfte zu sehen. Wenn auf die Federhalter 195 und 197 eine Druckkraft einwirkt, wird die Druckfeder 200 zusammengepreßt. Wenn dieselbe um einen entsprechenden Betrag zusammengepreßt ist, steht die Stirnfläche 199 des Bolzens 198 des Federhalters 197 andererseits auf die Kopffläche 209 des Kolbens 205 auf, so daß ein Teil der Belastung durch die elastische Anordnung 201 aufgenommen wird. Wenn die Schraubendruckfeder weiter zusammengedrückt wird, füllt die Elastometercinlage 204 der elastischen Anordnung den Zylinder 202 gemäß F i g. 23b vollständig aus. Danach steht die Elastomereneinlage 204 insgesamt unter einem statischen Druck, so daß sie plötzlich einen großen Verformungswiderstand aufweist Es ist dann nur noch eine sehr geringe Kompression bei sehr hoher Belastung möglich. Wenn die elastische Anordnung 201 die Belastung aufnimmt, ist der von der Schraubendruckfeder 200 aufgenommene Kompressionsanteil klein. Infolgedessen können innerhalb der Schraubendruckfeder 200 keine unzulässig großen Spannungen auftreten. Diese mit einer elastischen Anordnung 201 ausgestattete Federanordnung ermöglicht daher die Übertragung eines großen Drehmomentes.

Nach dieser Ausführungsform ist ein Federhalter 195 oder 197 mit einer elastischen Anordnung 201 ausgestattet. Man kann selbstverständlich auch beide Federhalter mit solchen elastischen Anordnungen ausstatten. Wenn keine Kraft auf den Kolben 205 einwirkt, kann man auch auf einen Spalt 203 zwischen der Eiastometereinlagc 204 und der Innenwandung 206 des Zylinders 202 verzichten. Anstelle einer Schraubenfeder kann man eine Kegclfeder oder Scheibenfeder einlegen.

ί Kiηe weitere Aiisführunpforni einer Wellenkupplung mnögiichl den Ausgleich größerer gcginse'iigcr Aus rifhtfehler der gekoppelten Wellen. D-imit größere gegenseitige Ausrichtfehler ausgeglichen werden können, empfiehlt es sich, daß die Federhalter mit möglichst gro-

K) Ben Spalten in den Federkäfig eingelassen werden. Wenn jedoch die Spalte zu breit werden, wird die Übertragungswelle nur noch ungleichmäßig abgestützt, oder Biegekräfte wirken auf die Schraubendruckfeder; infolgedessen empfiehlt es sich nicht, den Spalt über einen gewissen Grenzwert zu verbreitern.

Eine Ausführungsform der Erfindung mit großer Ausglcichsfähigkeit ist in Fig. 20 dargestellt. Die Wellenkupplung 211 umfaßt Übertragungsnaben 212, einen Federkäfig 215, Federhalter 221 und Schraubendruckfedem 222. Diese Bauelemente sind in gleicher Weise wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufgebaut. Die Übertragungsnabe 212 trägt einen Ringansatz 213, der in dem Federkäfig 215 aufgenommen ist. Ein Stirnende des Federkäfigs 215 bildet eine Abschluß· scheibe 216 für die Federhalter. Am anderen Stirnende des Federhalters 215 befindet sich eine Flanschscheibe 217. die durch Paßschrauben 218 befestigt ist. Jeweils zusammengehörige Federhalter 221, die jeweils mit einer Schraubendruckfeder 222 bestückt sind, sind in Aufnahmen 220 eingesetzt, die in dem Ringansatz 213 der Übertragungsnabe 212, der Abschlußscheibe 216 und der Flanschscheibe 217 des Federkäfigs 215 ausgebildet sind. Die beiden Kupplungseinheiten 211 des beschriebenen Aufbaus sind über ein Abstandstück 227 durch Paßschrauben 225 miteinander verbunden. Das Abstandstück 227 schließt aus. daß der Federhalter 221 mit der benachbarten Kupplungseinheit 211 in Berührung υ**«.«« r4_rtMJi ;»j£i»* {j;£ Funktion des Federhalters 221 gestört wird.

Wenn die Wellenkupplung aus zwei Kupplungseinheiten 211 aufgebaut ist, kann sie gegenseitige Ausrichtfehler der doppelten Größe und ebenso auch Stöße der doppelten Stärke ausgleichen.

Bei den verschiedenen Ausführungsformen werde im wesentlichen zwischen einer Triebnabe und einer Abtriebsnabe unterschieden. Doch diese strenge Unterscheidung ist nicht immer zweckmäßig. Im Hinblick auf die Arbeitsweise der Wellenkupplung ergeben sich keine Probleme, wenn die Triebwelle und die Abtriebswel-Ie vertauscht werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Weilenkupplung mit einer Triebnabe, einer Abtriebsnabe und elastischen (Coppelelementen zwischen denselben, wobei ein Ringansatz der Triebnabe in Umfangsrichtung ausgerichtete Koppelelement-Aufnahmen aufweist wobei ein mit der Antriebsnabe verbundener, zylindrischer Federkäfig den Ringansatz unter Freilassung von Spalten zum Ausgleich von radialen, axialen und Winkel-Ausrichtfehlern der Triebwelle und der Abtriebswelle übergreift und in axialem Abstand voneinander Flansche sowie eine Abschlußscheibe umfaßt, wobei innerhalb der Flansche des Käfigs in Umfangsrichtung ausgerichtete, zu den Aufnahmen des Ringansatzes passende Koppelelement-Aufnahmen ausgebildet sind, wobei jeweils zwei Federhalter mit AnIageflächen an den Anlageflächen einer Aufnahme des Ringansatzfcs und entsprechenden Aufnahmen des Federkäfigs anliegen und einander in umfangsrichtung gegenüberstehen und zwischen sich mindestens eine Druckfeder aufnehmen, deren Achse in Umfangsrichtung liegt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: