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E L A S T I S C H E W E L L E N K U P P L U N G Die Erfindung betrifft
eine elastische Welleukupplung zur Verbindung zweier rozierender Wellen, bestehend
aus einem polygonalen Gummiring, an dessen Ecken Spannhülsen zur Befestigung der
Wellen anvulkanisiert sind, wobei gegebenenfalls jede zweite Spannhülse durch den
Arm eines Nabensternes ersetzt sein kann Elastische Wellenkupplungen der beschriebenen
Art werden normalerweise zur Erhöhung ihrer Belastbarkeit unter radialer Druckvorspannung
von beispielsweise 10 % eingebaut. Die Befestigung der Wellen erfolgt an den Spannhülsen,
wobei abwechselnd je eine Hälfte zur Befestigung der An - und Abtriebswellen dient.
Bei Verwendung eines Nabensternes ist die eine Welle über die Spannhülsen verbunden,
während die andere Welle an der Nahe befestigt ist und so ihre Kraft über die Nabens
erne auf den Gummiring überträgt. Durch Rotation der Wellen im Dauerbetrieb wirkt
ein Drehmoment auf die Kupplung ein, weiches beispielsweise eine Verdrehung der
Kupplung um 8 - 12° verursacht. Dabei wird im alternierende Anordnung die eine liaUte
der Gummisäulen auf Druck belastet, der sich mit dererteilten radialen Druckvorspannung
überlagert, während die restlichen Gummisäulen durch Zug beansprucht werden, und
je nach Größe des wirkenden Drehmomentes werden sie von der Druckvorspannung entlastet,
oder es stellt sich sogar eine gewisse Zugspannung ein. Bei gleicher Richtung des
wirkenden Drehmomentes ist infolgedessen in alternierender Anordnung die eine Hälfte
der Gummisäulen im Fahrbetrieb konstant auf einen zusätzlichen Druck beansprucht,
wahrend die anere Hälfte konstant vom Druck entlastet bzw. sogar auf Zug beansprucht
ist.
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Bekanntlich besitzen Gummiwerkstoffe auf Druck beansprucht ein größeres
Arbeitsvermögen, während sie aufgrund ihres strukturellen Aufbaues Dauerzugba anspruchungen
nur in mäßigen Grenzen aushalten. Deshalb werden Kupplungen meist auch im radial
vorgespannten Zustand eingebaut, und man, wählt daher die Größe der Vorspannung
so, daß die Zugsäulen bei Einwirkung des im Fahrbetrieb auftretenden durchschnittlichen
Drehmomentes auch noch einer leichten Druckbe-
Elastische Wellenkupplung
(1629 lastung ausgesetzt sind. Der Fahrbetrieb möglichen Auftreten plotzlicher.
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sehr hoher Drehmomente bei kurzfastiger extremer belastung werden
die Zugspannungen in den auf Zag belasteten Gummisäulen sehr größ. so daß es zu
Bruch dieser Zusäulen kommen kann. Derartige Brüche führen in der regel meist zwar
nicht zum sofortigen Ausfalt der Kupplungen, allerdings wird ihr Funktionserverhalten
beeinträcheigt, und es können sich im Daberiahrbetrieb anmählich ernstere Schäden
einstellen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aus einem
polygonalen Gummiring bestehende elastische Wellenkupplung zur Verbindung zweier
rotierender Welle zu schaffen, deren auf Zug beanspruchte Gummisäulen auch größeren
Belastungen ohne Bruch und Berarträchtigung ihres Funktionsverhaltnes standhal ten
können.
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Erfidnungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ausschließlich
die in Haupfdrehsinn der Kupplung auf Zug beanspruchten Gummisäulen mit einer oder
mehreren Ausnehmunger versehen werden. Bevorzugt erstrecken sich die Aushenmungen
dabei in radialer Richtung etwa parallel zur Kupplungsaure.
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Nach beispielsweise der GB - PS 567.703 wurder bisher gleichmäßig
alle Gummisäulen einer Kupplungen polygonaler Ringiorm mit Bohrungen versehen, und
eine bessere Flexibilität und gleichmäßige Verteilung der Spannungen bei paralleler
Desachsierung der Welle zu erreichen. Dann sind jedoch die Bohrungen der auf Druck
belasteten Säzulen bei Beanspruchungen zusammengepreßt. Die aufeinanderliegenden
Wandungen der Bohrungen reiben ohne dann aufeinander in ohe bei zusätzlich wirkender
wechselnder axialer Verschiebung, Beugung und Desachgierung der Wellen, so daß es
an diesen Stelien zu Uberhitzungen und Reibverschleiß kommt, der zum Ausfall der
Kupplung führen kann.
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Desahlb werden erfingungsgemäß die Ausnehmungen ausschließlich in
die auf Zug beanspruchten Gummisäulen eingearbeitet. Wenn es jetzt zu entrementen
Belatungen der Zugsäulen im Fahrbetrieb k>rnint, e erden die Ausnehmungen aufgeweitet,
und die Säulen dehnen si(;It aus, ohne daß sich größere Zugspannungen aufbauen.
Damit
Elastischer Wellenkupplung (1629) ist die Gefahr eines Bruches
unter est emer Betistung vermieden.
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Die Ausnehmungen können erfindungsgemäß als Bohrungen oder Einschnitte
wenn Außenumfang, Innenunfing oder von den Stirnenten oder die Zugsäulen eingearbeitet
sein. So werden betigungen auch ihre Bohrbung der Vulkanisierfahren hergestell,
allerding, kommen auch im Sinde der Erfindung in die fertig walkinsierten Zugsäulen
eingestinzt oder eingescherten werden. Vorzugsweise errecken sich die Ausnehmungen
in ihre Lärgestellen nung in radial Richtung etwa parallel zur Kupplungsachse, damit
eine optimale Querschnittsverkleinerung der Zugadder senkreckt der Zegrichtung zustatkommt.
Die tangentiale Breite der Aufnehmungen ist vorzugsweise so bemessen, daß im vorgespannten
kann bauzustand und bei möglicher kurztristiger Umkeur des Hauptdrehrichtungssinnes
wie z.B. beem Rückwärtstahren, die Ausnehmungen zusammengepreßt sind, so daß im
Normalfall und gegebenenfalls bei Druckbelastung die Zugsaule volt Funktionsfähig
ohen wesentliche Änderung ihrer Kemmung ist.
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Da einer Zugheanspruchengen der oder nicht an volig Bohrungen Nichtung,
sondern entsprechend dem Krürnungsverlauf des Kupplungen folgender sind ein Außenumfang
der Säule die Zugspannungen ein großen and mehnen zum Innenumiang ab. Desahlb verhindeten
Einschnitte am Außenumfang, die in radialer Rischtung etwa parallel zur Kupplungsichse
verlausen, besonderers wirkungsvoll einen Aufbau zu großen, schichtlicher Spannungen
Zum Ausgleichter ihren ferner die Ausnehmungen, insbesondere auch wenn sie als Einschnitte
oder Bohrungen au den Stirnseiten oder am Innenumiang ausgeführt sind, bevorzugt
einen sich von Außenumfang zum Innenumfang verjungenden Querschnitt.
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In einer Variante der Ertundung können die Ausnehmungen auch als bindungsfreie
Zonen zwischen Zugsäulen und den Spannhülsen ausgeführt sort. Diese Variante kann
fertigungstechnisch besonders vorteihaft verwirklicht werden, inderen einfach die
entsprechenden Metallflächen von der Vulkanisation bindungsmitt ifrei und/ oder
sogar mit haftverhindernden Mitteln beschichtete werden, so daß kein An kleben oder
Anvulkanisieren an diesen Stellen erfolgt
Elastische Wellenkupplung
(1629 Durch die Erfidnug ist serzt eine band Mastbande polygonale elastische Wellenkupplung
entstanden. Die erfindungsgemäßen Ausnehmungen in der Zusäulen verhindern den Aufbau
hoher Zugspannungen betriebenerr Belastungen, so daß fläche verminden werden. Gleichzeitig
sind air auch im Normalfalt and als Drucksäulen bei ungekeherter Drehrichtung ohen
wesentliche anderung der Kebnung bettetbar.
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Die um Normalfall auf Druck bestehenden Säulen berbei dabei valt instabilitat
ohen daß dort Verschleißerscheinungen auftreten. Die erfindungsgemäßen Ausnehmungen
können ferner in die Zugsäulen ohne zusätzlicheen Arheitsglie arbeitet werden. Dadurch
entstehen vorteilhaft keine Mehrkontente bei der Erhaftgung der erfindungsgemäß
verbesserten Kupplung.
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Die Erfindung sei anhend van in der Zeichnung dargestellen Ausfuhrungsbeispielen
näher erläutert. Und zwar zeigen: Figur: 1 eine erfidnung gemäßen slischen Welchekupplung
in polygonale Rugform in Aufsich.
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Figuren 2 und 3 die Aufsichlauf eilsflächen von deren erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiele der elastischen Wellenkupplungen Fig. 1 die Aufsicht auf den
Außenumfang eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung
In Figur 1 ist 2 die elastische Wellenkupplung ist angespannten Zustand ten je Spannhülsen
2 zur alternierenden befestigung der Ausnund Abstebswellen ist Fahrbeitrieb errolgt
die rotation in Drehsinn 3, so daß die Gummisäulen 4, 5 der elastischen Wellenkupplung
1 in alterniernder Anordnung einmal die Zugsäule in 5 und als Drucksäulen 4 konstant
beansprucht werden. Die Zugsäulen 5 enthalten jeweils zwei Einschnitte 6, die vom
Außenumfang 7 der Zugsäule ausgehen und sich in radial Richtung etwa parallel zur
Kupplungsachse erstrecken. Die Ein
Elastische Wellenkupplung (1629)
schnitte 6 verjüngen sich im Querschnitt ihrer Längsersirecklung vom Außenumfang
7 zum Innenumfang 8. An ihrer Enden 9 sind sic abgerundet, um ein Einreißen der
Gummisäule 5 bei Zugbelastung zu verhindern.
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Figur 2 zeigt eine ungespannte Zugsäule 5 einer elastischen Wellenkupplung
1 mit den angrenzenden Spannhülsen 2 und Drucksäulen 4 als Teilstück. Die Zugsäule
4 ist mit drei von ihrer Stirnseite ausgehenden Bohrungen 10 versehun, die sich
in radialer Richtung etwa parallel zur Kupplungsachse erstrecken. Die Bohrungen
10 besitzen einen sich vom Außenumfarg 7 zum Innenumfang 8 verjüngenden Querschnitt,
und ihre Ecken 11 sind abgerundet, und in Einseihen der Gummisäule bei Zugbenaspruchung
zu verhindern.
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In Figur 3 ist die Zugsäule 5 der elastischen We'Ienku.pplung 1 von
drei Einschnitten 12, 13 unterbrochen. die in ihrer Längserstreckung in radialer
Richtung etwa parallel zur Kupplungsachse verlaufen. Die beiden Einschnitte 12 sind
vom Außenumfang 7 geführt wahrend der dazwischenliegenden Einschnitt 13 vom Innenumfang
8 ausgeht, ihr Querschnitt verjüngt sich zum Innenumfang 8, und ihre Ecken 14 sind
abgerundet, um das Eirreißen bei Zugbeanspruchung der Säule 5 zu verbindern. Ferner
und die Zopen 15 der Mit hülser 2, die sich in radialer Beantrieb von Stirnseite
zu Stirnseite der Säule 5 erstrecken, Eindungsfrei zum Gummisäule geführt. Die in
den Figuren 2 und 3 nicht dargestellten Zugsäulen 5 der elastischen Wellenkupplung
1 sind in Sinne der Erfindung svmmetrisch mit den Ausnehmungen 10, 12, 13, 15 versehen
Figur 4 zeigt eine Zugsäule 5 und eine Drucksäule 4 mit c?azu- schenliegenc'el Spannhülse
2 in Aufsicht vom Außenumfang. Die Einschnitte 16, 17 sind in axialer Richtung von
den Flankenflächen 18 der Zugsäule 5 ausgeführt, und zwar verlaufen die beiden Einschnitte
16 von oben nach unten, während der dazwischenliegende Einschnitt 17 von unten nach
ooen geführt ist. Die in diesen Ausführungsbeispiel in axialer Richtung verlaufenden
Einschnitte 1G, 17 verhindern besonders wirkung voll das Ausbeulen der Zugsäulen
5 beim Auftreten sehr hoher fliehkräfte.
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L e e r s e i t e