DE2805831C2 - Elastische Wellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Wellenkupplung mit den im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Merkmalen nach Patent 27 17 170.

Dei der Wellenkupplung nach dem Hauptpatent sind die Gurnmielemente, die die Umfangskräfte durch Druckspannungen aufnehmen, von in Umfangsrichtung verlaufenden zylindrischen Hohlräumen durchsetzt und durch etwa radial verlaufende, mit den Speichen Verbundene Endbleche oder Endstücke gegen Verschiebung, insbesondere auch gegen Verschiebungen durch Zentrifugalkräfte abgestützt. Zwischen den Endblechen und Endstücken bestehen nicht abgestützte Bereiche der Gurnmielemente, die durch die Zentrifugalkräfte nach aiilien gewölbt Werden und daraus resultierende zusätzliche Eigenspannürigeri aufnehmen müssen* Von einer bestimmten Grenzdreh2ahl an sind die Gummiele

mente nicht mehr imstande, die durch die Zentrifugalkräfte hervorgerufenen Eigenspannungen zu ertragen. Dadurch ist die verwendbarbeit der Wellenkupplung nach dem Hauptpatent in nachteiliger Weise auf Drehzahlen unter der oben definierten Grenzdrehzahl beschränkt. Bei der Wellenkupplung nach dem Hauptpatent sind Gummielemente, die die Umfangskräfte durch Schubspannungen aufnehmen, zwar jedes einzeln durch einen metallischen Mantel gegen die Zentrifugalkräfte abgestützt, sie bedingen jedoch in nachteiliger Weise einen komplizierten Aufbau der Wellenkupplung.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, die Wellenkupplung nach dem Hauptpatent mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß ihre Verwendung auch bei höheren Drehzahlen möglich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst

Auf diese Weise sind die Gummielemente, die die Umfangskräfte im wesentlichen durch Druckspannung aufnehmen, durch Urnfangswändc des Scheibenkörpers gegen die Einwirkungen der Zentrifugalkräfte abgestützt, so daß die Wellenkupplung in vorteilhafter Weise mit einfachen Mitteln bei höheren Drehzahlen Verwendung finden kann, als bei der Wellenkupplung nach dem Hauptpatent mit druckbeanspruchten Gummielementen möglich ist.

Die ringzylindrischen Gummielemente können unmittelbar mit einem Bolzenkörper oder mit einer steifen Innenhülse verbunden, vorzugsweise haftend verbunden sein, die zur Aufnahme eines Bolzenkörpers dient Die Gummielemente können mit einem Übermaß gegenüber den öffnugnen des Scheibenkörpers hergestellt sein und mit Druckvorspannung in den Öffnungen sitzen oder sie können mit einem in die öffnungen einschiebbaren steifen Ringmantel haftend verbunden sein. Der Rand der die Hohlräume bildenden Taschen der Gummielemente kann mit einem Dichtwulst versehen sein, der eine sichel . Abdichtung der Hohlräume gegenüber dem Innenmantel der öffnungen des Scheibenkörpers gewährleistet.

Bei einer ersten Art der Wellenkupplung nach der Erfindung können die zwischen den Öffnungen bestehenden Wände des Scheibenkörpers unmittelbar die Speichen des anderen Nabenkörpers bilden, wobei der Scheibenkörper zur Verbidnung mit der treibenden bzw. getriebenen Welle mit geeigneten Mitteln zu versehen ist. Bei einer zweiten Art der Wellenkupplung nach der Erfindung können die zwischen den Öffnungen bestehenden Wände des Scheibenkörpers mittelbare Speichen beider Nabenkörper und die Bolzenkörper unmittelbar abwechselnd die Speichen des einen und des anderen Nabenkörpers bilden, wobei der Scheibenkörper in an sich bekannter Weise fliegend zwischen den Nabenkörpern gehalten ist. bei gleicher Anzahl von einander gleichen Gummielementen in demselben Scheibenkörper kann eine Wellenkupplung der ersten Art das doppelte Drehmoment übertragen wie eine Wellenkupplung der zweiten Art. Andererseits ist die Steifheit (Drehmoment pro Drehwinkel) einer Wellenkupplung der ersten Art viermal größer als die einer Wellenkupplung der zweiten Art Dementsprechend ist eine Wellenkupplung der zweiten Art in höherem Maße imstande, Flilchtfehler der treibenden Und der getfiebenen Welle auszugleichen. Ein fliegender Scheibenkörper kann in bekannter Weise durch zusätzliche Mittel mit den Nabenkörpern Verbünden und von diesen gehalten sein, um bei hohen Drehzahlen ein durch Unwucht

Oft

mögliches Ausbrechen des Scheibenkörpers zu verhindern.

Die die Dämpfungskräfte steuernden Durchbrüche können in den Wänden zwischen den öffnungen des Scheibenkörpers und/oder in den Gummielementen in der zwischen seinen beiden Taschen bestehenden Wand vorgesehen sein. Bei Wellenkupplungen der zweiten Art mit einem fliegenden Scheibenkörper sind Durchbrüche zwischen den Taschen jedes Gummielementes zwingend erforderlich und Durchbrüche in den Wänden zwischen den öffnungen des Scheibenkörpers entbehrlich .bzw. unwirksam, da die durch diese Wände getrennten Hohlräume zweier benachbarter Gummielemente aus Symmetriegründen gleichsinnige Volumenveränderungen erfahren. Zweckmäßig sind Durchbrüehe in den genannten Wänden sowohl des Scheibenkörpers als auch der Gummielemente vorzusehen, um eine durchgehende Verbindung aller Hohlräume bei Einfüllung des Dämpfungsmittels und auch für eine Entlüftung zu schaffen. Zum Einfüllen und Entlüften können auch an anderen Stellen des Scheibenkörpers und der Gummielemente geeignete, ggf. verschließbare Kanäle bestehen.

Weitere Einzelheiten der Wellenkupplung nach der Erfindung werden an Hand von Ausführungsbeispielen nach der Zeichnung erläutert.

Auf dieser zeigt

Fig. 1 eine Wellenkupplung der ersten Art mit sechs Gummielementen, die mit Bolzenkörpern haftend verbunden sind, im Querschnitt,

F i g. 2 die Wellenkupplung nach F i g. I im Längsschnitt,

Fig. 3 ein mit einem Ringmantel haftend verbundenes Gummielement in einem in Umfangsrichtung eines gedachten Scheibenkörpers liegenden Längsschnitt,

Fig.4 das Gummielement nach Fig.3 im Querschnitt,

Fig. 5 eine Wellenkupplung der zweiten Art im Längsschnitt, bei der die Gummielemente mit einer Innenhülse und einem Ringmantel haftend verbunden sind.

Die Wellenkupplung nach den Fig. I und 2 weist einen mit sechs öffnungen 8 versehenen Scheibenkörper 7 auf, in den sechs Gummielemente 1 bis 6 eingesetzt sind. Mit den Gummielementen 1 bis 6 unmittelbar haftend verbundene Bolzenkörpei 10 sind an einem Flansch 14 eines Nabenkörpers 15 befestigt, der eine Nabenbohrung 13 zum Einschieben einer nicht dargestellten, beispielsweise treibenden Welle aufweist. Ein mit einer Nabenboh.-.ing 18 zur Aufnahme der getriebenen Welle versehener Nabenkörper 16 ist über einen Flansch 17 mittels in diesem befestigter und in Bohrungen 9 des Scheibenkörpers 7 gesteckter Bolzenkörper 11 mit dem Scheibenkörper 7 verbunden, wobei die zwiscrten den Öffnungen 8 bestehenden Wände 12 des Scheibenkörpers 7 die Speichen des Nabenkörpers 6 bilden. Eine Zentralbohrung 19 des Scheibenkörpers 7 kann auch direkt zur Aufnahme der treibenden oder der getriebenen Welle dienen, wobei der Scheibenkörper 7 zugleich Nabenkörper ist und ein besonderer Nabenkörper 16 entfallen kann.

Die Gummielemente 1 bis 6 können mit Übermaß Sn die Öffnungen 8 eingesetzt sein und dann eine Druckvorspannung gegenüber dem Mantel der öffnungen 8 aufweisen. Sie können auch mit dem Mantel der Öffnungen 8 haftend verbunden sein. Wie am Gummielement 1 dargestellt, sip.il die Gummielemente 1 bis 6 in Umfangsrichtung des Scheibenkörpers 7 beiderseits des Bolzenkörpers 10 mit Taschen 21 und 22 versehen, die durch Gummistege 25 und 26 voneinander getrennt sind und bestehen seitlich der Taschen 21 und 22 stirnseitige Gummiwände 23 und 24. Die Fig. 1 zeigt die Gummielemente 1 bis 3 in einem durch die Taschen 21 und 22 gelegten Schnitt I-I der Fig.2 und die Gummielemente 4 bis 6 in einem durch die Gummiwand 23 gelegten Schnitt II-II der F i g. 2. Die Umfangskräfte werden unter elastischer Verformung der Gummiele-

H) mente 1 bis 6 im wesentlichen durch Normalspannungen im Bereich der Gummiwände 23 und 24 von dem Bolzenkörper 10 auf den Scheibenkörper 7 übertragen. In geringerem Maße sind auch Schubspannungen zwischen den Gummielementen 1 bis 6 und dem Mantel

ι ■> der öffnungen 8 an der Übertragung der Umfangskräfte beteiligt

Die Hinweiszeichen 21 und 22 bezeichnen sowohl die Taschen 21 und 22 als auch die durch die Gummistege 25 und 26 getrennten und durch den Mantel der öffnung 8

jo begrenzten mit einem Dämpfungsmittel gefüllten Hohlräume 21 und 22 des Gummieionents 1. Durchbräche 27 und 28 der Gummistege 25 und \c£ verbinden die Hohlräume 21 und 22. Ein Durchbruch 29 der Wand 12 verbindet den Hohlraum 21 außerdem m> dem

y, Hohlraum 22' des benachbarten Gummielemetes 2. Zum Füllen der Hohlräume 21 und 22 und zum Entlüften sind Kanäle 30, 31 und 32 gestrichelt angedeutet. Bei Drehschwingungen des Nabenkörpers 15 relativ zum Nabenkörper 16 werden die Hohlräume 21, 21' usw.

to aller Gummielemente 1 bis 6 abwechselnd verkleinert und vergrößert und zugleich die Hohlräume 22, 22' usw. aller Gummielemente 1 bis 6 vergrößert und verkleinert, wobei zwischen diesen Hohlräumen ein Austausch von Dämpfungsmittel gegen den Stromungswiderstand der

ii jeweiligen Durchbrüche 27, 28 und 29 stattfindet. Die Durchbrüche können in ihrer Größe so bemessen und in ihrer Form so ausgelegt werden, daß die Schwingungen, insbesondere bei großen Amplituden wirksam gedämpft werden, wobei die Durchbrüche auch mit Mitteln zur

4(i Steuerung des Strömungswiderstandes in Abhängigkeit vcn der Strömungsgeschwindigkeit oder anderer Einflußgrößen versehen sein können.

Das Gummielement nach den Fig. 3 und 4 ist ein Gummimetallteil und besteht aus einer Innenhülse 40,

ι·> einem Ringmantel 41 und einem mi*, diesen Teilen haftend verbundenen ringzylindrischen Gummiteil 44, in dem im Bereich von rechteckigen Ausschnitten 42 und 43 des Ringmantels 41 gegenüberliegende Taschen 45 und 46 ausgespart sind. Die Ränder der Taschen 45 und

,ι» 46 sind mit am äußeren Umfang des Ringmantels 41 überstehenden Dichtwulsten 47 und 48 versehen. Die Taschen 45 und 46 sind durch Gummistege 49 und 30 getrennt. Ein durch ein steifes Röhrchen 51 verstärkter, konischer Durchbruch 52 verbindet die Taschen 45 und

ι 46 miteinander.

Bei der Wellenkupplung nach Fig.5 möge ein Scheibenkörper 70 hinsichtlich der Anzahl und der Anordnung der Gummielemente mit dem Scheibenkörper 7 nach F i g. 1 übereinstimmen. In öffnugnen 81 des

η Scheibenkörpers 70 sind wahlweise ein mit Taschen 94 versehenes Gummielement 82, das dem Gummielement nach den F i g, 3 und 4 entspricht, oder ein mit Taschen 95 versehenes Gummielement 83 eingesetzt, das dem Gummielement 82 im wesentlichen entspricht, aber in

Abweichung von «li-ssem nicht einen Ringmantel 84, sondern zwei voneinander getrennte Ringmäntel 85 und 86 aufweist so daß im Bereich der Taschen 95 die bei dem Gummielement 82 vorhandene Armierung durch

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den Ringmaniei 84 fehlt. In die Gummielemente 82 sind strichpunktiert angedeuteten Nabenkörper 97 der

von rechts Bolzenkörper 87 und in die Gummielemente treibenden Weile verbindbar. Druchbrüche 98 Und 99

83 von links Bolzenkörper 88 eingeschoben, der Gummielemenle 82 bzw* 83 steuern die bei

Nach rechts vorstehende Teile 89 und 90 der Volumenänderungen der durch die Taschen 94 bzw< 95

Bolzenkörper 87 sind mit einem strichpunktiert ι gebildeten Hohlräume erzeugten Därhpfungskfäffe.

angedeuteten Nabenkörper 96 einer beispielsweise Der Scheibenkörper 70 ist fliegend zwischen den

treibenden Welle verbindbar. Nach Ünks Vorstehende Näbenkörpefn 96 und 97 gehalten.
Teile 91 und 92 der Bolzenkörper 88 sind mit einem

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Z.Q \JÜ OO 1 Patentansprüche:

1. Elastische Wellenkupplung mit einem Kranz von Speichen, von denen abwechselnd eine Speiche mit einem Nabenkörper der treibenden Welle und die nächste Speiche mit einem Nabenkörper der getriebenen Welle verbunden oder verbindbar sind und mit zwischen den Speichen angeordneten, Umfangskräfte übertragenden und mit einem Dämpfungsmittel gefüllten Gummielementen, die bei einer ungleichsinnigen Verdrehung der Nabenkörper elastisch verformt werden, wobei die beiderseits einer Speiche angeordneten Gummielemente vclumenveränderliche Hohlräume aufweisen, die über einen oder mehrere offene oder ventilbestückte, der Durchströmung des Dämpfungsmittels einen Strömungswiderstand entgegensetzende Durchbrüche der Speiche miteinander in Verbindung stehen nach Patent 27 17 170, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Speichen als Bolzenkörper (10,87,88) bzw. als radiale Wände (12) eines mit einem Kranz von parallel zur Achse der Wellenkupplung verlaufenden Öffnungen (8, 81) versehenen Scheibenkörpers (7, 70) ausgebildet sind,

b) die Gummielemente als in die Öffnungen (8, 81) eingesetzte ringzylindrische Gummikörper (1 bis 6, 82, 83) ausgeformt sind, in die die Bolzenkörper (10, 87,88) axial einschiebbar sind

c) die Gu TSiikörper (I bis 6, 82, 83) liegende Taschen (21, 22; 2Γ, 22'; 94. 95) als druckmittelgefüllte Hohlräume aufweisen.

2. Wellenkupplung nav.-h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurninielemente (1 bis 6) mit den Bolzenkörpern (10) unmittelbar oder die Gummielemente (44,82,83) mit einer zur Aufnahme der Bolzenkörper (87,88) dienenden Innenhülse (40) haftend verbunden sind.

3. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummielemente (44, 82, 83) mit Ringmänteln (41, 84, 85 und 86) haftend verbunden sind.

4. Wellenkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummielement (44) im Bereich der Taschen (45, 46) einen am äußeren Umfang der Mantelringe (41) vorstehenden Dichtwulsl (47,48) aufweist.