DE2737447C3

DE2737447C3 - Drehelastische, stoß- und schwingungsdämpfende Kupplung

Info

Publication number: DE2737447C3
Application number: DE19772737447
Authority: DE
Inventors: Friedhelm 4690 Herne Dahmen; Curt 4330 Muelheim Kroenert
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: Hackforth GmbH and Co KG
Priority date: 1977-08-19
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2737447B2; DE2737447A1

Description

Die Erfindung betrifft eine drehelastische, stoß- und schwingungsdämpfende Kupplung, bei der zwischen zwei koaxial ineinandergreifenden und sich radial überdeckenden Kupplungshälften, mit diesen fest verbunden, ein ringförmiges, elastisch verformbares Druckkissen und eine Mehrzahl nicht dehnbarer Verbindungsseile angeordnet sind, welche, gleichmäßig über den Umfang des Druckkissens verteilt, um dessen Außenmantel herumgelegt sind.

Durch die DE-OS 23 18 612 ist bereits eine Kupplung dieser Gattung bekannt, wobei das Druckkissen aus einer mit einem Druckmittel gefüllten Hülle aus flexiblem Material oder mehreren derartigen Hüllen besteht. Bei gegenseitigen Verdrehungen der beiden Kupplungshälften straffen sich die Verbindungsseile und verformen das Druckkissen elastisch. Für das einwand freie Arbeiten dieser Kupplung ist eine konstant bleibende Druckhöhe in dem Druckkissen unerläßlich. Diese für die Steifigkeit der Kupplung maßgebende Druckhöhe kann sich aber im Laufe des Betriebes infolge von Temperaturschwankungen und nicht auszuschließenden Leckverlusten ändern, so daß das Betriebsverhalten der Kupplung nachteilig beeinflußt wird.

Hinzu kommt, daß das Druckkissen durch die Verbindungsseile an den Berührungsflächen mit diesen hohen Beanspruchungen unterworfen ist, die von dem Druckkissen durch Walkarbeit aufgenommen werden müssen und zu hohen Temperatursteigerungen führen. Auch diese wirken sich nachteilig auf die Leistungsfähigkeit der Kupplung aus.

Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile ist eine noch nicht zum Stande der Technik gehörende

ίο Kupplung ohne Druckmittelfüllung vorgeschlagen worden (P 26 57 527.9), bei der das Druckkissen auf der Außenseite wellenförmig ausgebildet ist, wobei die Lage der Wellenberge durch die radial verlaufenden und über den Umfang der Kupplung verteilten Verbindungsseile bestimmt ist Durch die wellenförmige Außenfläche des Druckkissens ist dessen Oberfläche vergrößert und wird eine bessere Wärmeabfuhr erreicht Von Nachteil ist, daß einerseits das Herstellen der für die Wellenberge in der Vulkanisierform erforderlichen Vertiefungen mit einem großen Aufwand verbunden ist Außerdem sind die durch die wellenförmige Oberfläche des Druckkissens hervorgerufenen Luftverwirbelungen und Ventilationsgeräusche in manchen Fällen unerwünscht
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Drehmomentübertragungsfähigkeit einer solchen Kupplung zu verbessern, indem dafür gesorgt wird, daß Spitzenbeanspruchungen zwischen den Verbindungsseilen und dem Druckkisssen durch eine vollkommen gleichmäßige Verteilung der Verbindungsseile über den Umfang des Druckkissens vermieden werden, so daß die Wärme erzeugende Walkarbeit herabgesetzt wird und außerdem eine bestmögliche Abführung dieser Walkwärme erfolgt
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer drehelastischen, stoß- und schwingungsdämpfenden Kupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Durch die in dem Hohlraum der Vulkanisationsform angeordneten Führungselemente wird mit geringem Aufwand in vorteilhafter Weise erreicht, daß auch bei glatter oder im wesentlichen glatter Außenfläche des Druckkissens eine vollkommen gleichmäßige Verteilung der Seilschlaufen über den Umfang desselben gewährleistet ist Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Beanspruchungen sowohl des Druckkissens als auch der Verbindungsseile vergleichmäßigt werden, so daß keine unzulässig hohen Spitzenbeanspruchungen und Temperatursteigerungen auftreten.

Als Führungselemente können in dem Hohlraum der Form Reihen von dünnen Vorsprüngen wie Stiften oder Rippen angeordnet sein, die den Formhohlraum gegebenenfalls ganz durchdringen. Die dadurch im Druckkissen entstandenen durchgehenden Öffnungen verbessern die Kühlung des Druckkissens durch Ventilation.

Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß als Führungselemente für die Seilschlaufen ein in den Formhohlraum eingelegter, aus vulkanisationsfähigem Kunststoff oder Kautschuk bestehender käfigartiger Körper dient, an dessen radialen

Streben die Seilschlaufen anliegen. Ein solcher Korb

läßt sich dann besonders einfach gestalten, wenn seine radialen Streben mit Klebstoff versehen sind, durch den die Seilschlaufen gehalten werden.

Um die Kühlung des Druckkissens auch bei glatter

^ Außenoberfläche zu verbessern, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß auf der Innnenseite des Druckkissens die Oberfläche vergrößernde Erhöhungen (Rippen) oder Vertiefungen (Lö-

eher) angeordnet sind. Dabei besteht eine besondere Ausführungsart der Kupplung darin, daß die Vertiefungen (Löcher) das Druckkissen zwischen den Seilschlaufen und den Führungselementen ganz durchdringen.

Die Erfindung ist sowohl bei Kupplungen anwendbar, bei denen das Druckkissen und die Verbindungsseile zwischen konzentrisch ineinander angeordneten Flanschen von Kupplungshälften angeordnet sind, als auch bei Kupplungen, bei denen das Druckkissen und die Verbindungsseile nebeneinanderliegende Flansche von Kupplungshälften verbinden. Insbesondere durch das Zusammenwirken mehrerer oder aller Merkmale läßt sich eine besonders günstige Kupplung mit hoher Wechselbeanspruchungsfähigkeit (Drehmoment-

schwankungen) bei geringer Erwärmung erreichen, wie sie z.B. bei Antrieben mit Dieselmotoren oder bei Antrieben von Arbeitsmaschinen mit ungleichmäßiger Last vorkommen.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kupplung dargestellt

Fig. 1—3 zeigen eine Kupplung mit konzentrisch angeordneten Kupplungshälften in äußerer Seitenansicht und im Querschnitt, bei der die Außenfläche des Druckkissens glatt ist,

F i g. 4 zeigt eine innere Seitenansicht des Formhohlraumes mit verschiedenen Führungselementen für die Seilschlaufen,

Fig.5 u. 6 zeigen die Seilumlenkungen in den Kupplungshälften,

F i g. 7 zeigt eine Kupplung mit zwei durchgehenden Seilen in Seitenansicht des Formhohlraumes,

Fig.8 zeigt eine aus zwei Kupplungseinheiten bestehende Kupplung mit spiegelbildlich gegeneinander gelegten Druckkissen, die künstlich gekühlt ist.

Der Flansch 1 einer inneren Kupplungshälfte la ist auf der Welle einer treibenden oder getriebenen Maschine befestigt Mit 2 ist der konzentrisch und in e'ner Ebene dazu liegende Flansch einer äußeren Kupplungshälfte 2a bezeichnet, der mit Hilfe von Schrauben auf dem Gegenflansch einer getriebenen bzw. treibenden Maschine befestigt ist Die Kupplungsflansche 1 und 2 sind durch nicht dehnbare, in gleichmäßigen Abständen voneinander auf dem Umfang angeordnete Verbindungsseile 5 miteinander verbunden, die z. B. aus Kunststoff bestehen und sich gegen ein zwischen den Flanschen 1 und 2 angeordnetes, ringförmiges und elastisch verformbares Druckkissen 6 von etwa bogenförmigem Querschnitt anlegen, welches mit den Flanschen 1 und 2 z. B. durch Vulkanisieren verbunden fot. Das Druckkissen 6 hat vorteilhafterweise im Querschnitt auf seiner Außenseite einen etwa halbkreisförmigen Verlauf, damit die Verbindungsseile 5 bei Belastung der Kupplung eine möglichst geringe Verschränkung erfahren, und stützt sich brückenartig auf der Stoßfläche 23 der äußeren Kupplungshälfte 2a und der Stoßfläche 24 der inneren Kupplungshälfte la ab, wobei die Stoßfläche 23 einen Winkel « < 90° und die Stoßfläche 24 einen Winkel β > 90" gegenüber der Drehachse einschließt.

Die Seilschlaufen verlaufen radial in Achsebenen der Kupplung und sind in den F i g. 1 =6 von einem einzigen Verbindungsseil 5, in F i g. 7 von zwei Verbindungsseilen 5a und 5b gebildet, welche gemäß Fig.2 und 7 nacheinander durch die in den Kupplungsflanschen 1 und 2 angeordneten Seildurchtrittslöcher 7 gezogen sind; die Verbindungsseile können im Querschnitt rund oder flach oder bandartig sein, wobei sich im letzteren Falle eine günstigere Anlage am Druckkissen ergibt.

Bei der Kupplung gemäß F i g. 7, die zur Übertragung

größerer Drehmomente bzw. zur Aufnahme größerer

Drehmomentstöße besonders geeignet ist, sind die Seilschlaufen der Verbindungsseile 5a und 5b parallel

zueinander angeordnet, wobei die Seildurchtrittslöcher 7 und deren tangentiale Verbindungsnuten an den

Kupplungshälften la und 2a auf Kreisbögen von

verschiedenen Durchmessern liegen.

Die Fig.5 und 6 zeigen die Ausbildung der

tangentialen Verbindungsnuten 25 der Seildurchtrittslöcher 7 in den Kupplungshälften. Die Grundflächen derselben sind mit einem möglichst großen Krümmungsradius 26 konvex nach außen gewölbt, so daß sowohl eine gleichmäßige als auch eine schonende

Anlage des Verbindungsseils 5 gewährleistet isL

Die Verbindungsseile werden an den Enden zweckmäßigerweise dadurch befestigt, daß sie umgelegt durch ein gemeinsames Durchtrittsloch gezogen und miteinander verschweißt werden.

Die Seilschlaufen sind im Hohlraum der Vulkanisierform für das Druckkissen in radiale·' Lage und in gleichen Abständen voneinander gem. Fig.2 und 4, linke Seite, durch Reihen von Führungselementen gehalten, die aus dünnen Stiften 27 bestehen, die teilweise den Formhohlraum durchdringen und zugleich zum HersUilen von Löchern im Druckkissen dienen, die die Kühlung der Kupplung verbessern.

Auf der rechten Seite der F i g. 4 sind die Seilschlaufen im Formhohlraurn durch einen in diesen eingelegten käfigartigen Körper 28 aus vulkanisationsfähigem Kunststoff festgelegt, wobei die Seilschlaufen an den mit Klebstoff versehenen radialen Streben 34 desselben gehalten werden. Wie F i g. 3 zeigt, sind die Seilschlaufen auf diese Weise so mit dem Druckkissen verbunden,

-15 daß dort eine glatte Außenfläche entsteht, wenn man von den kleinen, von den Stiften 27 verursachten Löchern absieht.

In F i g. 2, linke Seite, sind auf der Innenoberfläche des Druckkissens 6 zusätzlich Kühlrippen 29 zur VergröiJerung der Wärme abführenden Räche angeordnet. In F i g. 2. rechte Seite, sind Vertiefungen (Löcher) 11 angeordnet, die die Oberfläche vergrößern und als Ventilationsöffnungen das Druckkissen zwischen den Seilschlaufen ganz durchdringen. Durch diese Maßnahmen wird auch die Charakteristik der Kupplung beeinflußt.

In Fig.2, rechte Seite, sind ferner am Flansch 1 der inneren Kupplungshälfte und am Flansch 2 der äußeren Kupplungshälfte in an sich bekannter Weise Nocken 14 bzw. 15 angeordnet, die zur Minderung von Stößen mit einer Gummischicht versehen sind und bei einer

Überlastung der Kupplung gegenseitig zur Anlage

kommen.

In F i _b'. & sind zwei Kupplungseinheiten der in den

F i g. 1 bis 6 dargestellten Bauart derartig vereinigt, daß die Druckkissenhohlräume gegeneinander liegen, wobei die Kupplungshälften la gemeinsam auf einer Antriebsbzw. Abtriebswelle angeordnet und die Kupplungshälften 2a gemeinsam im Flansch 22 einer getriebenen oder treibenden Maschine befestigt sind. Von der Mitte der Kupplungswelle 35 her wird über einen Ringraum 30 und den Schlitz 31 zwischen den Kupplungshälfteii la Druckluft dem Innenraum 32 der Druckkissen 6 zugeführt, welche teils durch die nach außen führenden Löcher 11 in den Druckkissen und teils durch den Schlitz 33 zwischen den Kupplungshälfien 2a austritt. Dadurch wird eine sehr wirksame Kühlung der Druckkissen herbeigeführt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehelastische, stoß- und schwingungsdämpfende Kupplung, bei der zwischen zwei koaxial ineinandergreifenden und sich radial überdeckenden Kupplungshälften, mit diesen fest verbunden, ein ringförmiges, elastisch verformbares Druckkissen und eine Mehrzahl nicht dehnbarer Verbindungsseile angeordnet sind, weiche, gleichmäßig Ober den Umfang des Druckkissens verteilt, um dessen Außenmantel henimgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilschlaufen (5) im Hohlraum der Vulkanisierform durch darin angeordnete Führungselemente (27,28,34) in radialer Lage und in gleichen Abständen voneinander gehalten sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungselemente Reihen von dünnen Vorsprüngen wie Stiften (27) oder Rippen angeordnet sind, die den Formhohlraum gegebenenfalls ganz durchdringen.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungselemente ein in den Formhohlraum eingelegter, aus vulkanisierfähigem Kunststoff oder Kautschuk bestehender käfigartiger Körper (28) dient, an dessen radialen Streben (34) die Seilschlaufen anliegen.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Streben (34) mit Klebstoff versehen sind, durch den die Seilschlaufen (5) gehalten werden.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Inr.nenseir; des Druckkissens (6) die Oberfläche vergrößernde Erhöhungen (Rippen) (29) oder Vertiefungen (Löcher) (11) angeordnet sind.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (Löcher) (11) das Druckkissen (6) zwischen den Seilschlaufen (5) und den Führungselementen (27,28,34) ganz durchdringen.