DE2738101B1 - Elastische Wellenkupplung - Google Patents
Elastische WellenkupplungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung,
bestehend aus mehreren, zu einem Gummiring vereinigten und vorgespannten Gummisäulen, zwischen
welche sich abwechselnd die Arme eines zentrischen Nabensternes und Metallteile erstrecken, und einem den
Gummiring von außen umschließenden Gehäuse, an dessen Innenumfang gleichmäßig verteilt sich je zwei
benachbarte Gummisäulen radial abstützen.
Zur drehelastischen Verbindung von Wellenenden werden vielfach Kupplungen eingesetzt, die aus einem
polygonalen Gummiring bestehen, in dessen Eckbereichen zwischen je zwei benachbarten Gummisäulen
Metallteile zur abwechselnden Verbindung mit dem einen oder anderen Wellenende einvulkanisiert sind.
Die Metallteile in Form von Hülsen weisen axiale Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben
oder -nieten auf.
Bei der durch die DT-OS 14 25 372 bekannten Wellenkupplung ist jedes zweite Metallteil durch den
Arm eines Nabensternes ersetzt, und die Gummisäulen sind durch radiales Verschieben der zunächst auf einem
größeren Teilkreis einvulkanisierten Metallteile im
dieses umschließenden Spannband versehen, welches nach der Montage der Wellenkupplung entfernt wird.
DT-AS 14 50191 versucht, den Gummiring einer
solchen Kupplung mit einem ringförmigen Gehäuse zu umgeben, wobei jedes zweite Metallteil einstückig aus
dem Gehäuse herausgeformt oder durch Schweißen mit diesem verbunden war, um durch nachträgliches
radiales Verringern des Gehäusedurchmessers die für eine einwandfreie Funktion erforderliche Vorspannung
in den Gummisäulen zu erzeugen. Bei der notwendigen Formstabilität des Gehäuses mußte jedoch ein enormer
Radialdruck aufgebracht werden, um eine bleibende
Die Aufteilung der Metallteile in zwei axial ineinandersteckbare, im Querschnitt V-förmige Teile,
von denen das radial innere an die Gummisäulen anvulkanisiert ist, während das radial äußere einstückig
aus dem Gehäusering radial hervorstehend herausgeformt ist, entsprechend dem DT-Gebrauchsmuster
18 58 495, bedingt ein in seiner Form kompliziert und
schwer herstellbares Gehäuse, dessen erforderliche
ORIGINAL INSPECTED
COPY
Die Erfindung geht von der durch die DT-OS 21 30 247 vorbekannten elastischen Wellenkupplung
aus, bei welcher der aus tangentialen Gummisäulen bestehende Gummiring mit einem einvulkanisierten
Nabenstern sowie Metallteilen zur Befestigung mit den Wellenenden von einem einfachen, ringförmigen Gehäuse
umgeben ist Während der den Gummiring von außen umschließende Gehäuseteil im wesentlichen zur
Aufrechterhaltung der Vorspannung in den Gummisäu- to len dient, erfolgt die Befestigung sowohl der Metallteile
als auch des Nabensternes an den zugehörigen Wellenflanschen mittels axial durch entsprechende
Ausnehmungen der Metallteile und der Nabenarme steckbare Schrauben. Diese müssen zwecks Übertra- ts
gung des vorgegebenen Drehmomentes hinsichtlich der Lage des Schraubenteilkreises sowie auch der Schraubenlänge
zur Erzielung der erforderlichen axialen Vorspannung einen relativ großen Querschnitt aufweisen,
wodurch neben erhöhtem Raumbedarf auch Gewicht und Massenträgheitsmoment für viele Anwendungsfälle
zu hohe Werte erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elastische Wellenkupplung der vorgenannten Art zu schaffen, die
bei kleinstem Raumbedarf und niedrigstem Gewicht 2s sowie Massenträgheitsmoment aufgrund eines maximalen
Gummivolumens eine hohe Drehmoment-Belastbarkeit aufweist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die zwischen den Gummisäulen angeordneten Metallteile mit ihrer äußeren umfangsseitigen Begrenzungsfläche
am Innenumfang des Gehäuses form- und/oder kraftschlüssig anliegen und über radiale
Befestigungselemente mit dem Gehäuse verbunden sind. Der besondere Vorteil der form- und/oder
kraftschlüssigen Anlage der Metallteile am Innenumfang des Gehäuses in Verbindung mit einer zusätzlichen
radialen Befestigung beider Teile miteinander liegt darin, daß die von einem vorgegebenen, zu übertragenden
maximalen Drehmoment abgeleitete Tangentialkraft bei Ausnutzung des größtmöglichen Durchmessers
für die Befestigungsstelle zwischen Metallteil und Gehäuse einen kleinstmöglichen Wert annimmt und
somit sowohl das Gehäuse als auch die Befestigungselemente klein gehalten werden können. Während eine
ausreichende Formschlußverbindung durch eine radial niedrige Einprägung im Außenmantel des Gehäuses
bereits ausreicht so daß die mit einer entsprechenden Ausnehmung oder Erhöhung versehenen umfangsseitigen
Begrenzungsflächen der Metallteile und die innere so
Umfangsfläche des Gehäuses formschlüssig ineinandergreifen, genügt zur Stabilisierung der Metallteile, d. h.
zur Vermeidung eines Kippens der Metallteile in Umfangsrichtung unter dem Einfluß des zu übertragenden
Drehmomentes, eine relativ dünne und kurze Befestigungsschraube. Die radiale Tiefe der Einprägung
sollte dabei mindestens der Schraubenkopfhöhe entsprechen, um aus Gründen der Sicherheit die äußere,
kreisförmige Umfangskontur des Gehäuses nicht zu unterbrechen.
Die vorgeschlagene Lösung macht es darüber hinaus erst möglich, gegebenenfalls auf eine Formschlußverbindung
zwischen Metallteilen und Gehäuse völlig zu verzichten und eine reine Kraftschlußverbindung im
Sinne eines Reibschlusses vorzusehen, wobei das aus der Summe aller zwischen Metallteilen und Gehäuse
wirksam werdenden Radialkräften resultierende Reibmoment mindestens dem zu übertragenden Drehmoment
entspricht Die Radialkräfte können entweder allein aus der Vorspannung der Gummisäulen resultieren
oder auch unter Zuhilfenahme einer radialen Spannschraube zwischen Metallteil und Gehäuse
erzeugt sein.
Um mit relativ niedrigen Radialkräften ein ausreichend
hohes Reibmoment zu erhalten, ist es auch möglich, den Reibfaktor zwischen Metallteil und
Gehäuse zu erhöhen. Dies geschieht bevorzugt durch einen zwischen beiden Teilen angeordneten Reibbelag,
der aus fertigungstechnischen Gründen der Einfachheit halber aus einer mit den Metallteilen verbundenen
Gummiauflage besteht Denkbar ist es aber auch, gegebenenfalls zusätzlich, die innere Umfangsfläche des
Gehäuses mit einem Reibbelag, wie er bei Bremsen an sich bekannt ist zu belegen. Durch eine gezielte, in
Umfangsrichtung sich verändernde radiale Wandstärke bzw. durch eine von der Kreisform des Gehäuses nach
innen abweichende Umfangskontur des Reibbelags läßt sich gegebenenfalls auch die Höhe der Vorspannung in
den Gummisäulen und damit das zu übertragende maximale Drehmoment in gewissen Grenzen variieren.
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, im Bereich der
relativ zum Gehäuse schwenkbaren Nabenstern-Arme den Reibbelag gleichzeitig als Dämpfer zum Abbau von
Drehschwingungen zu verwenden, wobei die Größe der Dämpfwirkung über die radiale Wandstärke des
Reibbelags bei kreisförmiger Gehäuseinnenfläche degressiv oder progressiv einstellbar ist
Als Metallteile können bei der vorgeschlagenen Wellenkupplung einfache Metallplatten entsprechend
der DT-PS 12 73 9% verwendet werden, die der Einfachheit halber aus einer Blechplatine ausgestanzt
sind und vorzugsweise einen angeformten Gewindebolzen aufweisen, so daß keine separaten Schrauben
erforderlich sind. Dabei kann die Stärke der Metallplatten durchaus geringer als der Gewindekerndurchmesser
sein, da im vorliegenden Fall keine großen radialen Spannkräfte aufzuwenden sind, so daß partiell tragende
Gewinderillen genügen.
Schließlich wird vorgeschlagen, zur weiteren Stabilisierung der Winkellage der Metallteile diese mit an sich
bekannten axialen Verlängerungen zu versehen und in entsprechende Ausnehmungen in einem Gehäuse-Radialflansch
sich erstrecken zu lassen, wobei die Ausnehmungen geringfügig größer als die Verlängerungen
der Metallteile sein sollten. Zur Vermeidung von Klappgeräuschen kann ein Gummiüberzug auf den
Verlängerungen der Metallteile von Vorteil sein. Eine Zerstörung des Gummiüberzuges wird durch die form-
und/oder kraftschlüssige Drehmomentübertragung am Außenumfang des Gummiringes vermieden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt:
F i g. 1 eine Teilansicht einer elastischen Wellenkupplung mit Gehäuse mit einer Reibschlußverbindung
zwischen Metallteil und Gehäuse,
Fig.2 einen Teilquerschnitt einer anderen elastischen
Wellenkupplung mit ebenfalls einer Reibschlußverbindung zwischen Metallteil und Gehäuse,
F i g. 3 eine teilweise Seitenansicht der Wellenkupplung nach F i g. 2,
Fig.4 eine teilweise Umfangsansicht der Wellenkupplung
nach F i g. 2,
Fig.5 einen Teilquerschnitt durch Metallteil und Gehäuse einer weiteren elastischen Wellenkupplung,
kupplung mit einer Formschlußverbindung zwischen Metallteü und Gehäuse.
Die in F i g. 1 teilweise dargestellte elastische Wellenkupplung besteht aus einem Gummiring 1,
welcher sich aus sechs etwa tangential gerichteten Gummisäulen 2 mit in Umfangsrichtung abwechselnd
einvulkanisierten Armen 3 eines Nabensternes 4 und Metallteilen 5 zusammensetzt
Während der Nabenstern eine Innenverzahnung 6 zum Aufstecken auf ein nicht weiter dargestelltes
Weilenende aufweist, dienen die Metallteile 5 zur Verbindung des Gummiringes 1 mit einem diesen
umschließenden Gehäusering 7, der Ober einen Radialflansch 8, siehe Fig.2, mit dem anderen, nicht weiter
dargestellten Wellenende, beispielsweise durch Schweißen, verbunden werden kann.
Zur Erzeugung einer Druckvorspannung in den Gummisäulen 2 sind die Metallteile entsprechend der
DT-OS 14 25372 zunächst auf einem größeren Teilkreisdurchmesser
in den Gummiring 1 einvulkanisiert und anschließend radial gespannt zusammen mit dem
Gummiring 1 in das Gehäuse 7 gesteckt worden. Das beispielsweise Ober den Nabenstern 4 von einem
Weilenende in den Gummiring 1 eingebrachte Drehmoment wird elastisch auf die Metallteile 5 und über die
erfindungsgemäße Anlage der äußeren Begrenzungsfläche 5a der Metallteile 5 am Innenumfang 7« des
Gehäuses 7 in Verbindung mit der Reibschlußverbindung zwischen Metallteil 5 und Gehäuse 7 auf letzteres
und damit auf das andere Wellenende übertragen. Die für die Reibschlußverbindung erforderlichen Radialkräfte (Normalkräfte) resultieren im vorliegenden Fall
etwa zur Hälfte aus der Vorspannung der Gummisäulen 2 und zur Hälfte aus einer zusätzlichen Radiahrerschraubung
9 zwischen Metallteil 5 und Gehäuse 7. Zwecks Erhöhung des in Umfangsrichtung wirksamen Reibmomentes ist auf der Innenumfangsfläcbe 10 ein Reibbelag
U aus einem faserhaltigen, an sich bei Bremsen oder dergleichen bekannte Reibwerkstoff vorgesehen. Die
radiale Wandstärke des Reibbelages 11 west im Umfangsbereich der Nabenanne 3 eine kontinuierlich
sich verändernde radiale Wandstärke mit von der Kreisform abweichender Innenkontur 12 auf, so daß bei
relativer Verdrehung des Nabensternes 4 in Richtung auf den dicker werdenden Bereich Hades Reibbelages
11 eine 7m***1k*>* progressive Dämpfeinwirkung
eintritt, während bei Verdrehung auf den dünner
werdenden Bereich 116 des Reibbelages 11 eine degressive Dämpfwirkung erzielt wird. Dies ist besonders
bei Verwendung derartiger Wellenkupplungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen aufgrund der
unterschiedlichen Belastungen bei Vor- und Rückwärtsfahrt von Bedeutung.
Bei der in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Kupphingsvariante
besteht das Metallteü 13 entsprechend der Dt-PS 12 73996 aus einer Metallplatte und ist allseitig von
einer Gummiauflage 14 umgeben, die im Bereich der äußeren Begrenzungsfläche 15 mit dem Gehäuse 16 ab
Reibbelag dient Zur radialen Verschraubung des Metallteiles 13 mit dem Gehäuse 16 ist einstückig en
bolzenförmiger Ansatz 17 an das Metalhefl 13 angeformt und mit einem Gewinde versehen, dessen
Kerndurchmesser größer als die Blechstärke ist, vgl hierzu Fig.4. Die mit der Mutter 18 ergre
Radialkraft ergibt zusammen mit der Gunumradtaflumft
der vorgespannten Gummisäulen Ύ ein Reixnoment,
welches Ober dem maximal zu abertragenden Drehmoment liegt
Um ein Kippen der Metallteile, insbesondere bei Ausbildung der Metallteile ohne Radiahrerschraubung
zu vermeiden, sind zusätzliche, ab Führungen dienende,
axiale Verlängerungen 19denkbar, wie aus den Fig. 2.4
und 5 ersichtlich. Diese erstrecken sich in
größere Ausnehmungen 20 des Gehäuseflansches & Bei der Ausbildung nach Fig. 5 ist ι
geschlossene Vertiefung in den
eingeprägt, wobei das Metaltteil 13 aber dm
Verlängerung 19 unter Zwischenschaltung ι
miauflage 21 elastisch in <
ist
geschlossene Vertiefung in den
eingeprägt, wobei das Metaltteil 13 aber dm
Verlängerung 19 unter Zwischenschaltung ι
miauflage 21 elastisch in <
ist
Schließlich zeigt Fig.6 eine fonrnrMthage Verbindung zwischen Metaflteä 22 und Gefcätne 23. Daza wcttt
das aus einem Blechring besthende Gehäuse eine Einprägung 24 auf, die in eine korrespondkreode
Ausnehmung 25 in der äußeren
des keilförmigen Metallteiles 22 greift and
eine Aufnahme fur den Kopf 27 der Schraube
wobei die radiale Tiefe der Emprigang 24
Schraubenkopfhohe entspricht, so daß der
fang 29 des Gehäuses aus
eine Aufnahme fur den Kopf 27 der Schraube
wobei die radiale Tiefe der Emprigang 24
Schraubenkopfhohe entspricht, so daß der
fang 29 des Gehäuses aus
radial hervorstehenden Teile aufweist.
Claims (17)
1. Elastische Wellenkupplung, bestehend aus mehreren, zu einem Gummiring vereinigten und
vorgespannten Gummisäulen, zwischen weiche sich abwechselnd die Arme eines zentrischen Nabensternes
und Mettallteile erstrecken, und einem den Gummiring von außen umschließenden Gehäuse, an
dessen Innenumfang gleichmäßig verteilt sich je zwei benachbarte Gummisäulen radial abstützen,
dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Gummisäulen angeordneten Metallteile (5, 13,
22) mit ihrer äußeren, umfangsseitigen Begrenzungsfläche (5a, 15, 26) am Innenumfang (7a, 16a, 23a)
des Gehäuses (7,16,23) form- und/oder kraftschlüssig
anliegen und über radiale Befestigungselemente (17,28) mit dem Gehäuse (7,16,23) verbunden sind.
2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungselemente
Schrauben (17,28) vorgesehen sind.
3. Wellenkupplung nach den Anprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen
Begrenzungsflächen (26) der Metallteile (22) sowie die innere Umfangsfläche (23a) des Gehäuses (23)
formschlüssig ineinandergreifen.
4. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (23)
radiale Einprägungen (24) aufweist, die sich in entsprechende Ausnehmungen (25) in den umfangsseitigen
Begrenzungsflächen (26) der Metallteile (22) erstrecken.
5. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Tiefe der Einprägungen
(24) mindestens der Höhe der Schraubenköpfe (27) von Befestigungsschrauben (28) oder
Muttern (18) entspricht.
6. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den
Metallteilen (5, 13) und dem Gehäuse (7, 16) als Reibverschlußverbindung ausgelegt ist.
7. Wellenkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuse (7, 16) und
Metallteilen (5,13) mindestens ein Reibbelag (11,14)
vorgesehen ist
8. Wellenkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Reibbelag eine mit dem
Metallteil verbundene Gummiauflage (14) dient.
9. Wellenkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umfangsfläche (7a)
des Gehäuses (7) mit einem Reibbelag (11) versehen ist
10. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (11) an seiner inneren Umfangsfläche (12) von der kreisförmigen
Umfangskontur des Gehäuses (7) abweicht.
11. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (11) eine kontinuierlich sich in Umfangsrichtung verändernde
radiale Wandstärke(Wa, Wb) aufweist.
12. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (11) im Bereich der Nebenstern-Arme (3) als Dämpfer
wirkend ausgebildet ist.
13. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise aus einer Metallplatte bestehende
Metallteil (13) einen angeformten Gewindebolzen
(17) aufweist.
14. Wellenkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Metallplatte (13)
geringer als der Gewindekerndurchmesser ist.
15. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) einen
Radialflansch (8) mit Ausnehmungen (20) zur Aufnahme axialer Verlängerungen (19) der Metallteile
(13) aufweist
16. Wellenkupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20) im
Gehäuse-Radialflansch (8) als Vertiefungen (20') ausgebildet sind.
17. Wellenkupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Verlängerungen
(19) der Metallteile (13) mit einer Gummiauflage (21) versehen sind.
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BGA | New person/name/address of the applicant | ||
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