DE2706479C2 - Drehelastische Kupplung - Google Patents

Description

6. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des gummielastischen Zwischenringes (5) vom äußeren Umfang zum inneren Umfang etwa^.uf das Hoppelte zunimmt.

Die Erfindung betrifft eine drehelastische Kupplung mit einem zwischen koaxial ineinandergreifenden Kupplungshälften angeordneten gummielastischen Zwischenring, der mindestens an seinem inneren Umfang mit Zähnen versehen und mit diesen in korrespondierenden Verzahnungen der inneren Kupplungshälfu gehalten ist.

Kupplungen dieser Art sind bekannt (DE-PS 3 73 687). Diese Bauarten weisen den Vorteil auf, daß aufgrund der Elastizitätseigenschaften des Zwischenringes weiche Anfahreigenschaften der Kupplung und ein sehr elastisches Verhalten gegeben sind, insbesondere wenn die Dicke des eingefügten Zwischenringes abnimmt. Kupplungen dieser Art weisen außerdem den Vorteil auf, daß eine relativ gute Verlagerungsfähigkeit für die beiden miteinander zu kuppelnden Wellenenden gegeben ist, die ebenfalls durch die Elastizität des Zwischenringes bedingt ist. Bauarten dieser Art weisen aber auch den Nachteil auf, daß dann, wenn größere Elastizität verwirklicht werden soll und demzufolge ein größeres Durchmesserverhältnis zwischen Innen- und Außendurchmesser des Zwischenringes gewählt wird, die Gefahr auftritt, daß aufgrund der Verwindung die inneren Zähne des Zwischenelementes aus ihrer Verzahnung herausspringen. Die zu übertragenden Drehmomente sind daher bei Bauarten dieser Art begrenzt.

Es sind zwar schon Bauarten von elastischen Kupplungen bekannt geworden (DE-PS 10 31 062), bei denen man durch Verstärkung des Zahnbereiches an der Innenseite des Zwischenringes diesen Nachteil zu vermeiden gesucht hat. Eine möglichst feste radiale Verspannung eines elastischen Weichstoffkörpers mit der Innennabe soll dort dadurch erreicht werden, daß der Weichgummikörper auf einem Hartgummiring mit einvulkanisierten Drahtseilringen befestigt wird. Außerdem sind dort Zähne des Weichstoffkörpers vorgesehen, die in die Innennabe eingreifen. Zur weiteren Versteifung können auch noch an der Innenseite des Weichstoffkörpers anvulkanisierte Blechsegmente vorgesehen sein. Alle diese Maßnahmen führen zu einer Versteifung des

ίο gesamten Bereichs der Innenverzahnung des gummielastischen Gliedes, so daß die Drehelastizität des gesamten Zwischenrings wegen des Ausfalles des elastischen Bereiches der innenzähne ebenfalls kleiner wird. Das gilt auch für andere bekannte Bauarten (DE-AS 10 78 822), wo sowohl der Innenbereich der Verzahnung des elastischen Zwischenringes als auch die Außenverzahnung aus einem Stahlzahnkranz besteht, der anvulkanisiert ist Auch in diesem Fall ist bei gleicher Baugröße der elastische Bereich wesentlich verkleinert, so daß zwar höhere Drehmomente erzielt werden können, die an sich wünschenswerten drehelastischen Eigenschaften der Kupplung jedoch beeinträchtigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art, bei der auch in die Innenverzahnung verformbare elastische Gummizähne hereinreichen, so auszubilden, daß ohne Beeinträchtigung der drehelastischen Eigenschaften höhere Drehmomente übertragen werden können.
Die Erfindung besteht darin, daß die Zähne aus dem elastisch verformbaren Material des Zwischenringes bestehen und daß iß Bereich der Zahnfüße der inneren Zähne im Zwischenring ein umlaufender Stützring vorgesehen ist Durch diese Ausgestaltung wird dafür gesorgt, daß die Innenzähne beim Auftreten höherer Drehmomente nicht aus ihrer Verzahnung herausspringen können. Ihre Verformbarkeit wird aber bewußt nicht beeinflußt, so daß die drehelastischen Eigenschaften der Kupplung erhalten bleiben. Die Erfindung geht daher gegenüber dem Bekannten einen anderen Weg.

Sie verstärkt bewußt nicht die Inriii'zähne oder sieht Zähne aus anderem Material vor, sondern sie schafft nur eine Möglichkeit, die Innenzähne des gummielastischen Ringes am Herauspringen aus ihrer entsprechenden Verzahnung zu hindern. Auch die am Innendurchmesser angeordneten Zähne des gummielastischen Ringes können sich daher in Drehrichlung verformen, in radialer Richtung wird jedoch weitgehend eine Verformung verhindert. Das führt dazu, daß höhere Drehmomente bei Erhaltung der elastischen Länge und damit bei Erhaltung der drehelastischen Eigenschaften der Kupplung bewirklicht werden können.

Der Einsatz von Verstärkungsringen ist dabei im Fiirtzip aus der AT-PS 2 08 156 bekannt. Dort sind jedoch an dem gummielastischen Glied keine Zähne vorgesehen, so daß die dort vorgesehenen Verstärkungsringe lediglich eine Erhöhung des Anpreßdruckes für eine im wesentlichen reibschlüssige Verbindung bewirken. Die dort vorgesehenen Verstärkungsringe erfüllen also eine ganz andere Funktion wie der Stützring der vorliegenden Erfindung.

Vorteilhaft ist es, wenn der Stützring einvulkanisiert wird und in seiner Breite der Dicke des Zwischenringes im Bereich der inneren Zahnfüße angepaßt ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Innenverzahnung über ihre gesamte Breite gehalten. Der Stützring kann zweckmäßig mit Bohrungen versehen sein, so daß eine innige Verbindung des gummielastischen Materials mit dem Stützring möglich ist. Um die drehelastischen Eigen-

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schäften möglichst wenig zu beeinflussen, wird der Stützring als sin dünner Metallring ausgeführt, dessen radiale Erstreckung, gemessen an der des gummielastischen Zwischenringes, nur gering ist. Dieser dünne Metallring wird zweckmäßig so nahe als möglich an den Zahnfußbereich herangebracht, jedoch nicht so nahe, daß auf der Innenseite des Metallringes nur noch die Zähne liegen. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Stützring etwa einen Durchmesser aufweist, der in etwa um 5% größer als der Durchmesser des Zwischenringes an seinerr Zahnfüßen ist

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgestaltete Kupplung, teilweise im aufgeschnittenen Zustand und

F i g. 2 einen Schnitt durch die Kupplung der F i g. 1, längs der Linie H-II.

In den F i g. 1 und 2 sind die beiden Kupplungshälften

1 und 2 einer drehelastischen Kupplung gezeigt. Die äußere Kupplungshälfte 2 besteht dabei aus einem Flanschteil 2a, der in nicht näher dargestellter Weise mit einem Wellenende verbunden ist und aus einem verzahnten Ring 2b, der mit Hilfe von Schrauben 3 auf den Flanschteil 2a aufgeschraubt ist. Der Ring 26 ist auf seiner Innenseite mit nach innen gerichteten runden Zahnrippen 4 versehen, über die die entsprechenden Zahnlücken eines zwischen die Kupplungshälften 1 und

2 eingesetzten, gummielastischen Zwischenringes 5 geschoben sind. Die innere Kupplungshälfte 1 besteht im wesentlichen aus einem Nabenteil, der mit nach außen gerichteten Zähnen 6 versehen ist, die im Ausführungsbeispiel eine besondere Form insofern besitzen als sie an ihrem Kopfbereich 6a breiter als im Fußbereich 6b sind. Zwischen diese einzelnen Zähne 6 greifen die nach innen gerichteten Zähne 7 des gummielastischen Gliedes 5 herein, die korrespondierend ausgebildet, ebenfalls im Bereich ihrer Zahnfüße Tb schmäler als im Kopfbereich sind. Im Bereich der Zahnfüße Tb der Zähne 7 ist in den gummielastischen Zwischenring 5 ein dünner Metallring 8 einvulkanisiert, der, wie aus F i g. 2 hervorgeht, so breit ist, wie der gummielastische Zwischenring 5 im Bereich 76 der Zahnfüße. Der Metallring 8 weist außerdem gleichmäßig auf seinem Umfang verteilt jeweils symmetrisch zu der in Fi g. 2 angedeuteten Mittelebene 9 Bohrungen 10 auf, von denen im Ausführungsbeispiel 16 Paare auf dem Umfang verteilt sind. Die Anordnung der Bohrungen 10 ist dabei so gewählt, daß jeweUs eine Bohrung auf einem durch jeden Zahn 7 gehenden Radius und auf der Winkelhalbierenden zwischen diesen beiden Radien liegen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt beim Auftreten eines Drehmomentes zwischen den Kupplungshälften I und 2, daß sich der gummielastische Zwischenring 5 über seine gesamte radiale Erstreckung verformen kann, d. h. etwa von seinem Innendurchmesser aus gemessen (der etwa dem Durchmesser 6b der Zahnfüße der Kupplungshälfte 1 entspricht) bis zum AuBendurchmesser hin. Der einvulkanisierte Metallring 8 verhindert nämlich beim Auftreten eines Drehmomentes nicht die Verformung des Bereiches der Zähne 7 in Drehrichtung. Er dient lediglich dazu, ein radiales Ausweichen dieser Zähne nach außen zu verhindern, wenn höhere Drehmomente auftreten. Zu diesem Zweck ist der Metallring 8 so nahe als möglich an die Zahnfüße Tb der Zähne 7 heranzulegen. aber nicht so nahe, daß der in Fi? I und 2 noch ersichtliche Zwischenbereich II des gummielastischen Materiales zwischen dem Metallring 8 und den Zahnköpfen 6a der Zähne 6 des inneren Kupplungsi»liedes zu klein wird. Es hat sich gezeigt, daß die Anordnung recht günstig ist, wenn der Metaliring 8 etwa einen mittleren Durchmesser aufweist, der um ca. 5% größer ist als der Durchmesser des gummielastischen Zwischenringes 5 im Bereich von dessen Zahnfüßen Tb.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, nimmt die Dicke des gummielastischen Gliedes 5 zum Innendurchmesser hin zu. Die Ausgestaltung ist dabei so gewähFt, daß am Innendurchmesser etwa die doppelte Dicke als am Außendurchmesser vorhanden ist. Es tritt dann an den Zahnflanken etwa die gleiche Flächenpressung an der Außenverzahnung und an der Innenverzahnung auf. Die neue drehelastische Wellenkupplung ist gekennzeichnet durch ein sehr drehelastisches Verhalten, das aber relativ hohe Drehmomente zu verwirklieben erlaubt.

Es ist nicht notwendig, daß der gummielastische Zwischenring^die Zahnform erhält, die in dem Ausführungsbeispiel beschrieben und gezeigt ist F-: ist auch möglich, andere Zahnformef? vorzusehen, die an Hinblick auf die gewünschten Kupplungseigenschaften gewählt werden können. Auch in einem solchen Fall verhindert ein einvulkanisierter Stützring in Form eines Metallringes o. dgl. das Herausspringen der inneren Zähne aus dem inneren Kupplungsring beim Auftreten höherer Drehmomente. Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Zahnform weist jedoch noch zusätzlich den Vorteil auf, daß auch die äußere Form der Zähne selbst dem zu verhindernden Herausspringen der Zähne aus der Innenverzahnung entgegenwirkt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dreheiastische Kupplung mit einem zwischen koaxial ineinandergreifenden Kupplungshälften angeordneten gummielastischen Zwischenring, der mindestens an seinem inneren Umfang mit Zähnen versehen und mit diesen in korrespondierenden Verzahnungen der inneren Kupplungshälfte gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (7) aus dem elastisch verformbaren Material des Zwischenrings (5) besteben und im Bereich der Zahnfüße (7b) der inneren Zähne (7) im Zwischenring (5) ein umlaufender Stützring (8) vorgesehen ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (8) einvulkanisiert und in seiner Breite der Dicke des Zwischenringes (5) im Bereich (76,) der inneren Zahnfüße angepaßt ist

3. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (8) mit Bohrungein <10) versehen ist.

4. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring ein dünner Metallring (8) ist.

5. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (8) etwa einen Durchmesser aufweist, der urc.5% größer ist als der Durchmesser am Zahnfuß {7b) des Zwischenringes