DE29623225U1 - Elastic, axially and angularly movable coupling - Google Patents
Elastic, axially and angularly movable couplingInfo
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Description
96004G 28. Oktober 199796004G 28 October 1997
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elastische, axial- und winkelbewegliche Kupplung zur Verbindung zweier sich drehender Maschinenteile, mit mindestens einem elastischen Kupplungsteil und mindestens einem drehsteifen Ganzstahlkupplungsteil.The present invention relates to an elastic, axially and angularly movable coupling for connecting two rotating machine parts, with at least one elastic coupling part and at least one torsionally rigid all-steel coupling part.
Kupplungen dieser Art, bei denen es sich um eine Kombination einer GanzStahlkupplung mit einer elastischen Kupplung handelt, sind grundsätzlich bekannt.Couplings of this type, which are a combination of an all-steel coupling with a flexible coupling, are basically known.
Beispielsweise ist aus der DE 43 12 518 Al eine Wellenkupplung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei drehbaren Anschlußteilen bekannt, die eine mit dem einen Anschlußteil verbundene flexible Membranscheibe aufweist, welche über am Umfang verteilte, jeweils auf einem achsparallelen Mitnehmerbolzen angeordnete Gummibuchsen an eine mit dem anderen Anschlußteil verbundene Kupplungsscheibe angeschlossen ist. Die Mitnehmerbolzen sind dabei an der Membranscheibe oder an der Kupplungsscheibe in der Weise axial verschiebbar aufgenommen, daß der Umfangsrand der Membranscheibe gegenüber der Kupplungsscheibe axial verlagerbar ist.For example, DE 43 12 518 A1 discloses a shaft coupling for torque transmission between two rotating connecting parts, which has a flexible diaphragm disk connected to one connecting part, which is connected to a clutch disk connected to the other connecting part via rubber bushings distributed around the circumference, each arranged on an axially parallel driving pin. The driving pins are axially displaceably mounted on the diaphragm disk or on the clutch disk in such a way that the peripheral edge of the diaphragm disk can be axially displaced relative to the clutch disk.
Diese bekannte Kupplung hat jedoch wie andere bisher bekannte Kupplungen dieser Art den Nachteil, daß der elastische Kupplungsteil insbesondere einen Radialversatz und gegebenenfalls auch einen Winkelversatz der zu verbindenden drehbaren Maschinenteile ausgleichen soll. Hierdurch werden die elastischen Kupplungselemente aber übermäßig beansprucht. Ein relativ schneller Verschleiß ist die Folge.However, like other previously known couplings of this type, this known coupling has the disadvantage that the elastic coupling part is intended to compensate for a radial offset and possibly also an angular offset of the rotating machine parts to be connected. This places excessive stress on the elastic coupling elements. The result is relatively rapid wear.
Auch kann eine Aufnahme radialer, winkliger und axialer Verlagerungen durch den elastischen Kupplungsteil zu hohen Reaktionskräften führen, da die in den bisher bekannten elastischen Kupplungen aus Gründen der WartungsfreiheitThe absorption of radial, angular and axial displacements by the elastic coupling part can also lead to high reaction forces, since the elastic couplings known to date are not designed for reasons of maintenance-free operation.
überwiegend eingesetzten Elastomere bei Druckbelastung verhältnismäßig steif sind.The predominantly used elastomers are relatively stiff under compressive loads.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elastische, axial- und winkelbewegliche Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen Axial-, Radial- und Winkelversatz der angeschlossenen drehbaren Maschinenteile ausgleicht, ohne hierdurch die elastischen Kupplungselemente zusätzlich zu beanspruchen, denen ausschließlich die Aufgabe zukommen soll, Drehmomentstöße herabzusetzen sowie Drehschwingungen zu dämpfen.The object of the present invention is to create an elastic, axially and angularly movable coupling of the type mentioned at the beginning, which compensates for axial, radial and angular misalignment of the connected rotating machine parts without thereby placing additional strain on the elastic coupling elements, which are intended exclusively to reduce torque shocks and dampen torsional vibrations.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elastische Kupplungsteil auf dem einen Maschinenteil verdrehbar und in bezug auf dessen Drehachse biegesteif radial geführt ist, während der drehsteife Kupplungsteil mit dem elastischen Kupplungsteil und dem anderen Maschinenteil jeweils axial- und winkelbeweglich verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that the elastic coupling part is rotatable on one machine part and is guided radially in a rigid manner with respect to its axis of rotation, while the torsionally rigid coupling part is connected to the elastic coupling part and the other machine part in an axially and angularly movable manner.
Zwischen dem elastischen Kupplungsteil und dem drehsteifen Kupplungsteil ist somit eine Aufgabentrennung vollzogen, die zu einer längeren Lebensdauer der elastischen Kupplungselemente beiträgt. Ferner wirkt die erfindungsgemäße Lösung dem Auftreten unerwünschter Reaktionskräfte entgegen, indem eine durch Aufnahme von Wellenverlagerungen bedingte Versteifung der elastischen Kupplungselemente vermieden wird.A separation of tasks is thus achieved between the elastic coupling part and the torsionally rigid coupling part, which contributes to a longer service life of the elastic coupling elements. Furthermore, the solution according to the invention counteracts the occurrence of undesirable reaction forces by preventing the elastic coupling elements from becoming stiffened due to the absorption of shaft displacements.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist der elastische Kupplungsteil mit dem ersten Maschinenteil radial durch einen Kunststoff verbunden. Hierdurch läßt sich in zuverlässiger Weise eine verdrehbare und exakte radiale Führung des elastischen Kupplungsteils auf dem ersten Maschinenteil erzielen.According to an advantageous embodiment of the solution according to the invention, the elastic coupling part is connected radially to the first machine part by a plastic. This makes it possible to reliably achieve a rotatable and precise radial guidance of the elastic coupling part on the first machine part.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Kunststoff eine Buchse bildet, die formschlüssig in zwei Nuten eingreift, wobei die eine Nut in dem ersten Maschinenteil und die andere Nut in einem Flansch des elastischen Kupplungsteils ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung stellt sicher, daß eine Axialverschiebung innerhalb der radialen Führung weitgehendAnother advantageous embodiment is that the plastic forms a bushing that engages positively in two grooves, one groove being formed in the first machine part and the other groove in a flange of the elastic coupling part. This embodiment ensures that an axial displacement within the radial guide is largely
verhindert wird.is prevented.
Die Elastizität der erfindungsgemäßen Kupplung wird vorzugsweise durch Elastomerelemente bewirkt. Elastomerelemente haben den Vorteil, wartungsfreie zu sein.The elasticity of the coupling according to the invention is preferably achieved by elastomer elements. Elastomer elements have the advantage of being maintenance-free.
Um die dämpfende Wirkung der erfindungsgemäßen Kupplung zu erhöhen, kann der elastische Kupplungsteil doppelt ausgeführt sein, und zwar indem der drehsteife Kupplungsteil über einen ersten elastischen Kupplungsteil mit dem ersten Maschinenteil und über einen zweiten elastischen Kupplungsteil mit dem zweiten Maschinenteil verbunden ist.In order to increase the damping effect of the coupling according to the invention, the elastic coupling part can be designed in duplicate, namely by connecting the torsionally rigid coupling part to the first machine part via a first elastic coupling part and to the second machine part via a second elastic coupling part.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der drehsteife Kupplungsteil zwei Lamellenpaketkränze aufweist, die über eine Zwischenhülse miteinander verbunden sind. Ein solches Kupplungsteil ist ebenfalls wartungsfrei.According to a further advantageous embodiment, it is provided that the torsionally rigid coupling part has two disk pack rings that are connected to one another via an intermediate sleeve. Such a coupling part is also maintenance-free.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. In them:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Kupplung mit einer Zweigelenk-Ganzstahlkupplung als drehsteifem Kupplungselement und einer bzw. zwei Bolzenkupplungen als elastischen Kupplungsteilen;Fig. 1 shows a longitudinal section of a coupling according to the invention with a two-joint all-steel coupling as a torsionally rigid coupling element and one or two bolt couplings as elastic coupling parts;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der mit einer Nabe verbundenen Bolzenkupplung gemäß Fig. 1; undFig. 2 is a sectional view of the pin coupling connected to a hub according to Fig. 1; and
Fig. 3 eine Stirnseitenansicht der Nabe gemäß Fig. 2.Fig. 3 is a front view of the hub according to Fig. 2.
In Fig. 1 sind drei verschiedene Kombinationen einer erfindungsgemäßen Kupplung dargestellt, die eine drehsteife, axial- und winkelbewegliche Ganzstahlkupplung 1, mindestens eine elastische Bolzenkupplung 2 und zwei Naben 3 und 4 umfaßt, die jeweils mit einer Nut 5 bzw. 6 versehen sind und über eine Paßfeder mit einer Antriebswelle bzw. einer Abtriebswelle verbindbar sind. Die Bolzenkupplung 2 kann sowohl einseitig aufIn Fig. 1, three different combinations of a coupling according to the invention are shown, which comprises a torsionally rigid, axially and angularly movable all-steel coupling 1, at least one elastic bolt coupling 2 and two hubs 3 and 4, which are each provided with a groove 5 or 6 and can be connected to a drive shaft or an output shaft via a key. The bolt coupling 2 can be mounted on one side or on
der Antriebs- oder Abtriebsseite als auch doppelseitig angeordnet sein.the drive or output side or on both sides.
In jedem Fall besitzt die Bolzenkupplung 2 eine exakte radiale Führung auf der jeweiligen Nabe. Hierzu wird ein Kunststoff 7 verwendet, der einen relativ geringen Scherwiderstand aufweist und die elastische Bolzenkupplung 2 auf der Nabe 3 bzw. 4 drehbar führt. Der Kunststoff 7 bildet eine Buchse, die formschlüssig in Ringnute 8 und 9 eingreift, welche in der Nabe 3 bzw. in einem Flansch 10 der Bolzenkupplung 2 ausgebildet sind. Eine axiale Verschiebung der Bolzenkupplung 2 gegenüber der Nabe 3 wird durch die Nut-Feder-Verbindung weitgehend verhindert. Bei dem Kunststoff 7 kann es sich beispielsweise um Polyurethan handeln, das in die Nuten 8 und 9 eingegossen wird. Anstelle einer durchgehenden Buchse können als radiale Führung auch Segmente einer solchen Buchse vorgesehen sein.In any case, the bolt coupling 2 has an exact radial guide on the respective hub. For this purpose, a plastic 7 is used which has a relatively low shear resistance and guides the elastic bolt coupling 2 on the hub 3 or 4 in a rotatable manner. The plastic 7 forms a bushing which engages in a form-fitting manner in annular grooves 8 and 9 which are formed in the hub 3 or in a flange 10 of the bolt coupling 2. An axial displacement of the bolt coupling 2 relative to the hub 3 is largely prevented by the tongue and groove connection. The plastic 7 can be, for example, polyurethane which is cast into the grooves 8 and 9. Instead of a continuous bushing, segments of such a bushing can also be provided as a radial guide.
Die Nabe 3 weist ferner einen Flansch 11 auf, der mit zehn gleichmäßig auf einem Teilkreis verteilt angeordneten BohrungenThe hub 3 also has a flange 11 which is provided with ten holes evenly distributed on a pitch circle
12 versehen ist. In diesen Bohrungen ist jeweils ein Haltebolzen12. In each of these holes a retaining bolt is
13 gelagert, der ein verjüngtes Einsteckende 14 mit einer axialen Gewindebohrung 15 aufweist und mittels einer Schraube sowie einer Unterlegscheibe 17 an der Nabe 3 befestigt ist. Auf den Haltebolzen 13 sind zylindrische Gummipuffer 18 gelagert, die in Bohrungen 19 eingesetzt sind, welche in dem gegenüber der Nabe 3 verdrehbaren Flansch 10 ebenfalls auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilt angeordnet sind.13, which has a tapered insertion end 14 with an axial threaded hole 15 and is attached to the hub 3 by means of a screw and a washer 17. Cylindrical rubber buffers 18 are mounted on the retaining bolts 13, which are inserted into holes 19, which are also arranged evenly distributed on a pitch circle in the flange 10, which can be rotated relative to the hub 3.
An dem elastischen Kupplungsteil 2 ist über einen Kupplungsflansch 20 die drehsteife GanzStahlkupplung 1 befestigt. Der Kupplungsflansch 2 0 ist mit Bohrungen versehen, die auf einem äußeren bzw. einem inneren Teilkreis angeordnet sind. Die außenliegenden Bohrungen dienen der Aufnahme von Schraubbolzen 21, die jeweils in in dem Flansch 10 des elastischen Kupplungsteils 2 ausgebildete Gewindebohrungen eingeschraubt sind. Die innenliegenden Bohrungen 22 dienen hingegen der Aufnahme von Schraubbolzen 23, die an einem ersten Gelenk des drehsteifen Ganzstahlkupplungsteils 1 angeschraubt sind. Die Köpfe dieser Schraubbolzen 23 sind in ZylinderSenkungen 24 derThe torsionally rigid all-steel coupling 1 is attached to the elastic coupling part 2 via a coupling flange 20. The coupling flange 20 is provided with holes that are arranged on an outer and an inner pitch circle. The outer holes serve to accommodate screw bolts 21, which are each screwed into threaded holes formed in the flange 10 of the elastic coupling part 2. The inner holes 22, on the other hand, serve to accommodate screw bolts 23, which are screwed onto a first joint of the torsionally rigid all-steel coupling part 1. The heads of these screw bolts 23 are in cylindrical countersinks 24 of the
innenliegenden Bohrungen 22 angeordnet, so daß der Kupplungsflansch 20 in kompakter Form an dem elastisch gelagerten Flansch 10 der Bolzenkupplung 2 angeschlossen ist. Insbesondere in Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Flansch 10 der Bolzenkupplung einen ringförmigen Absatz 25 aufweist, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Kupplungsflansches 20. Durch diesen Absatz 25 wird der Kupplungsflansch 20 gegenüber dem elastischen Kupplungsteil 2 zentriert.internal bores 22 so that the coupling flange 20 is connected in a compact form to the elastically mounted flange 10 of the bolt coupling 2. In particular in Fig. 2 it can be seen that the flange 10 of the bolt coupling has an annular shoulder 25 whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the coupling flange 20. This shoulder 25 centers the coupling flange 20 relative to the elastic coupling part 2.
Zum Ausgleich eines Radialversatzes weist der drehsteife Ganzstahlkupplungsteil 1 zwei Gelenke auf, die über eine Zwischenhülse 2 6 miteinander verbunden sind. Die Gelenke bestehen jeweils aus einem Lamellenpaketkranz 27 bzw. 28, der wechselseitig mit Schraubbolzen 23 und 29 an den Kupplungsflanschen befestigt ist. Sofern nur ein elastischer Kupplungsteil 2 vorgesehen ist, wird einer der beiden Kupplungsflansche 30 oder 31 der Zwischenhülse 26 über einen Lamellenpaketkranz bzw. 2 8 an einem Kupplungsflansch einer der Naben 3' oder 4' befestigt (vgl. untere Bildhälfte in Fig. 1). Bei einer doppelseitigen Anordnung werden die Kupplungsflansche 30 und der Zwischenhülse 26 dagegen jeweils über einen Lamellenpaketkranz 2 7 bzw. 28, einen zwischengeordneten Kupplungsflansch 20 bzw. 20' und einen elastischen Kupplungsteil 2 bzw. 2' an dem Kupplungsflansch 11 bzw. 11' der jeweiligen Nabe 3 bzw. 4 befestigt (vgl. obere Bildhälfte in Fig. 1).To compensate for a radial offset, the torsionally rigid all-steel coupling part 1 has two joints that are connected to one another via an intermediate sleeve 26. The joints each consist of a disk pack ring 27 or 28, which is alternately fastened to the coupling flanges with screw bolts 23 and 29. If only one elastic coupling part 2 is provided, one of the two coupling flanges 30 or 31 of the intermediate sleeve 26 is fastened to a coupling flange of one of the hubs 3' or 4' via a disk pack ring 28 or 29 (see lower half of Fig. 1). In a double-sided arrangement, however, the coupling flanges 30 and the intermediate sleeve 26 are each fastened to the coupling flange 11 or 11' of the respective hub 3 or 4 via a disk pack ring 27 or 28, an intermediate coupling flange 20 or 20' and an elastic coupling part 2 or 2' (cf. upper half of Fig. 1).
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind Abwandlungen denkbar, die von dem Erfindungsgedanken auch bei abweichender Gestaltung Gebrauch machen. So können beispielsweise anstelle der dargestellten Gummipuffer 18 auch ähnliche auf Druck belastete Elastomere eingesetzt werden.The invention is not limited to the embodiments described above. Rather, modifications are conceivable that make use of the inventive concept even with a different design. For example, similar elastomers subjected to pressure can be used instead of the rubber buffers 18 shown.
Claims (6)
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| DE29623225U DE29623225U1 (en) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Elastic, axially and angularly movable coupling |
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| DE19614267A DE19614267A1 (en) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Elastic, axially and angularly movable coupling |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117346935A (en) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | Compressor torque measurement system based on high-load axis force transmission high-speed elastic coupling |
-
1996
- 1996-04-11 DE DE29623225U patent/DE29623225U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117346935A (en) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | Compressor torque measurement system based on high-load axis force transmission high-speed elastic coupling |
| CN117346935B (en) * | 2023-12-05 | 2024-02-20 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | Compressor torque measurement system based on high-load axis force transmission high-speed elastic coupling |
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Legal Events
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Effective date: 19980212 |
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Effective date: 19990902 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20020912 |
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| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20041103 |