DE3012411A1

DE3012411A1 - Elastische wellenkupplung, insbesondere gelenkwellenvorschaltkupplung

Info

Publication number: DE3012411A1
Application number: DE19803012411
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ing.(grad.) 4358 Haltern Walter
Original assignee: Hackforth GmbH and Co KG
Current assignee: Hackforth GmbH and Co KG
Priority date: 1980-03-29
Filing date: 1980-03-29
Publication date: 1981-10-08
Also published as: US4389204A; GB2073370A; GB2073370B; FR2479377B1; FR2479377A1

Description

Die Erfindung "betrifft eine elastische Wellenkupplung, bei der treibender und getriebener Kupplungsteil durch wenigstens einen elastischen Ringkörper miteinander in Verbindung stehen und die beiden Kupplungsteile gegeneinander radial abgestützt und axial beweglich sind. Eine elastische Wellenkupplung dieser Art ist aus der DE-OS 28 12 780 bekannt.

Wenn bei zwei mittels Gelenkwellen miteinander zu verbindenden Maschinen bzw. Aggregaten betriebsmäßig gegenseitige AxialverSchiebungen auftreten können, werden zur Verbindung solcher Gelenkwellen speziell für diesen Zweck ausgebildete elastische Kupplungen eingesetzt, die auch als Gelenkwellenvorschaltkupplungen bezeichnet werden. Bedingt durch die Eigenart der Gelenkwellen können für solche Fälle nur elastische' Wellenkupplungen eingesetzt werden, bei denen die Kupplungsteile radial gegeneinander abgestützt sind.

Bei der vorbekannten elastischen Wellenkupplung sind zu diesem Zweck an den beiden Kupplungsteilen in radialer Richtung wirksame Lagerungen vorgesehen, die im wesentlichen mit Hilfe von Zwischenringen verwirklicht sind, die in entsprechende Ausnehmungen des anderen Kupplungsteils formschlüssig eingreifen und dabei so ausgebildet sind, daß eine begrenzte Axialverschiebung der beiden Kupplungsteile möglich ist. Diese Kupplung ist den betrieblichen Anforderungen In Jeder Hinsicht gewachsen. Sie ist aber wegen der erforderlichen Präzisionsbearbeitung an den ineinander greifenden Paßflächen zeitaufwendig in der Herstellung und dementsprechend auch verhältnismäßig teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Wellenkupplung dieser Art zu schaffen, die aus konstruktiv einfachen und wirtschaftlich herstellbaren Ein-

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zelteilen aufgebaut ist, funktionssicher arbeitet und den betriebsmäßigen Anforderungen in gleicher Weise wie andere komplizierter aufgebaute Kupplungen gewachsen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer elastischen Wellenkupplung, die erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

a) an einem Kupplungsteil ist an einem Außenflansch ein zylindrischer und zur Drehachse konzentrischer Mantel befestigt, der an seinem freien Ende einen nach innen ragenden, zur Drehachse senkrechten Flansch aufweist,

b) am anderen, inneren Kupplungsteil, gebildet durch einen Anp a s sung s.flansch, ist ein Stützring starr befestigt, der außen einen zum Außenflansch gerichteten, zur Drehachse koaxialen Bund aufweist, der von der Innenwand des Mantels durch einen schmalen Spalt getrennt ist,

c) im Spalt ist wenigstens eine am Bund und am Mantel anliegende Lagerbuchse vorgesehen und

d) im Innern des Bundes ist in der Nähe seiner Wandung der elastische Ringkörper angeordnet und einerseits mit dem Anpassungsflansch und andererseits mit dem Außenflansch drehfest verbunden.

Vorteilhafterweise wird die Wellenkupplung so ausgestaltet, daß sie zwei elastische Ringkörper enthält, die jeder zur Hälfte der Übertragung des Drehmomentes dienen. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine solche Wellenkupplung so ausgebildet, daß am Anpassungsflansch zwei Stützringe mit Bund und Lagerbüchse und zwei elastische Ringkörper spiegelbildlich in bezug auf eine quer zur Drehachse stehende Mittelebene Rücken an Rücken

angeordnet sind, wobei der äußere elastische Eing an seiner Außenseite mit dem Plansch des Mantels in drehfester Verbindung steht.

Die elastischen Ringkörper bestehen vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff wie Gummi oder dergleichen. An ihren Stirnseiten sind zweckmäßigerweise starre Befestigungsringe vorgesehen, die nach herkömmlichen Methoden, beispielsweise durch Vulkanisieren, am elastischen Körper befestigt werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind ai^a. Befestigungsringe an den einander zugewandten Stirnseiten über die Stärke des elastischen Ringkörpers hinaus radial nach innen verlängert und gemeinsam mit den Stützringen am Anpassungsflansch des inneren Kupplungsteils mittels Schrauben verspannt.

Die drehfeste Verbindung der elastischen Ringkörper an den äußeren Stirnseiten wird nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung dadurch bewirkt, daß die Befestigungsringe zur Drehachse parallele Bohrungen aufweisen und daß in diesen Bohrungen Bolzen formschlüssig gelagert sind, die mit ihrem freien Ende in fluchtende Bohrungen des Flansches am Mantel bzw. des Außenflansches eingreifen.

Es kann zweckmäßig sein, die Lagerbüchsen an den Bunden so anzuordnen, daß sie gegen axiale Verschiebungen gegenüber dem Bund gesichert sind. Dies kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch bewirkt werden, daß die Lagerbüchsen in Vertiefungen am Umfang der Bunde eingelassen werden.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist zwisehen der Stirnfläche der Bunde und dem jeweils gegenüberstehenden Flansch ein Axialspalt freigelassen. Hier-

durch wird sichergestellt, daß die Bunde bei den betriebsmäßigen Axialverschiebungen des einen Kupplungsteils gegenüber dem anderen mit den Innenwänden der gegenüberstehenden Flansche nicht in Berührung kommen.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Wellenkupplung ist darin zu sehen, daß sie aus konstruktiv einfachen und dementsprechend preisgünstig herstellbaren Einzelteilen aufgebaut ist. Die gegenseitige radiale Abstützung der beiden Kupplungsteile wird durch lose eingelegte Lagerbüchsen bewirkt, die als reine Drehteile im Hinblick auf die geforderte Maßgenauigkeit leicht zu bearbeiten sind. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß die radiale Abstützung nur im äußeren Umfangsbereich der Kupplung stattfindet, in dem die bei evtl. Winkelverlagerungen auftretenden Kräfte am besten zu beherrschen sind. Zudem können die der radialen Abstützung dienenden Lagerbüchsen mit einer großen axialen Länge eingesetzt werden, so daß im Verhältnis zur axialen Baulänge der Kupplung vergleichsweise große Stützflächen vorliegen, was in verschiedener Hinsicht von Vorteil ist.

Nachstehend wird die Erfindung an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel einer elastischen Wellenkupplung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Teil-, schnitt der Kupplung in axialer Richtung.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine elastische Gelenkwellenvorschaltkupplung, die mit zwei elastischen Ringkörpern zur Übertragung des Drehmomentes ausgestattet ist. Anschlußelemente für die Gelenkwellen der miteinander zu verbindenden Aggregate sind einerseits ein Außenflansch 1 und andererseits ein Anpassungsflansch 4, an dem eine Gelenkwelle 2 mit ihrem Anschlußflansch 3 mit Hilfe von Schraubenbolzen 5 verspannt ist. Zur Zentrierung des Anpassungsflansches 4 und der

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weiteren Elemente des inneren Xupplungsteils ist eine Zentrierbuchse 6 vorgesehen, die die Bohrung des Anpassungsflansches 4 formschlüssig durchdringt und mit ihrem inneren Ende in eine angepaßte Ausnehmung 7 an der inneren Kante des Gelenkwellenflansches 3 eingreift.

Die vom Gelenkwellenflansch 3 abgewandte Stirnfläche des Anpassungsflansches 4, welche in einer Ebene senkrecht zur Drehachse verläuft, bildet die Anlagefläche für zwei Stützringe 8 und zwei an den Außenseiten der Stützringe anliegende Befestigungsringe. 9· Diese vier schichtartig nebeneinanderliegenden Ringscheiben sind gemeinsam mit Hilfe von Schraubenbolzen 10 am Anpassungsflansch 4 verspannt. Es ist zweckmäßig, die Bohrungen in den Ringscheiben in bezug auf den Schraubenbolzen mit Spiel zu bemessen, so daß die Zentrierung der Ringscheiben ausschließlich durch die Zentrierbuchse 6 bewirkt wird, auf der die Ringscheiben mit ihren Innenbohrungen formschlüssig gehalten sind. Zur Sicherung der Zentrierbuchse 6 in ihrer axialen Lage ist an der Außenwandung ein Ringansatz 11 vorhanden, der in eine entsprechende Ausnehmung 12 des Anpassungsflansches 4 eingreift.

An jedem'der beiden Befestigungsringe 9 ist ein Ringkörper 13 aus einem elastomeren Werkstoff wie Gummi oder dergleichen befestigt, der an seiner entgegengesetzten Stirnfläche mit einem weiteren Befestigungsring 14 ausgestattet ist. In den äußeren Befestigungsringen 14 befinden sich eine Anzahl gleichmäßig über den Umfang verteilter Bohrungen 15, in denen jeweils ein Bolzen 16 gelagert ist, der etwa zur Hälfte gegenüber der Stirnfläche des Befestigungsringes 14 vorsteht. Bei dem elastischen Ringkörper 13, der dem Außenflansch 1 benachbart ist, greifen die Bolzen 16 in Bohrungen 17 des Außen flansches 1 ein. Bei dem anderen elastischen Ringkörper befinden sich die Bohrungen 18 in einem Plansch 19 eines

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konzentrischen Mantels 20, der mit einem Halteflansch 21 an der Innenseite des Außenflansches 1 anliegt und mit diesem durch Schraubenbolzen 22 in fester Verbindung steht.

Die Stützringe 8 weisen an ihren äußeren Rändern Bunde 23 auf, die koaxial zur Drehachse verlaufen und mit den Stützringen jeweils ein einstückiges Bauteil bilden. Zwischen der äußeren Oberfläche der Bunde 23 und der Innenwand des Mantels 20 ist ein Ringspalt 24 freigelassen. Im Bereich dieses Ringspaltes befinden sich zwei Lagerbüchsen 25, 26, die in Vertiefungen 27, 28 am Umfang der Bunde 23 eingelassen sind. Die Lagerbüchsen 25, 26 dienen der gegenseitigen radialen Abstützung der Kupplungsteile 1, 4.

Zusätzlich ist, wie aus der zeichnerischen Darstellung hervorgeht, auch zwischen den Stirnflächen der Bunde und dem jeweils gegenüberstehenden Plansch 1 bzw. 19 ein axialer Zwischenraum 30 bzw. 31 vorhanden. Diese Zwischenräume werden in ihrer axialen Länge so bemessen, daß gegenseitige Längsverschiebungen der beiden Kupplungsteile 1, 4 im gewünschten Ausmaß möglich sind. Die elastischen Ringkörper 13 werden zweckmäßigerweise mit einer gewissen axialen Vorspannung eingesetzt, so daß sich die Kupplungsteile 1, 4 im Ruhezustand selbsttätig auf eine gegenseitige Mittellage einstellen. Bei den betriebsmäßig zu erwartenden gegenseitigen Axialverschiebungen finden Gleitbewegungen lediglich zwischen den Außenflächen der Lagerbüchsen 25, 26 und der Innenfläche des Mantels 20 statt. Die Lagerbüchsen 25, 26 bestehen zweckmäßigerweise aus Gleitlagerwerkstoffen.

In der Schnittdarstellung ist ein weiterer Bolzen 32 erkennbar, der in einer Bohrung 33 des Außenflansches 1 sitzt und der an der Innenseite einen Kopf 34 aufweist,

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der sich, über die axiale Breite des Zwischenraumes 30 hinaus erstreckt. Im Bereich des Kopfes ist an der Außenkante des Bundes 23 eine Ausnehmung 35 vorgesehen, die den Kopf 3^ allseitig mit soviel Spiel umgibt, daß bei normaler Betriebsweise der Kupplung eine gegenseitige Berührung zwischen Bund 23 und Kopf 3^ ausgeschlossen ist. Zweckmäßigerweise werden wenigstens zwei derartige Bolzen 32 an diametral gegenüberliegenden Stellen der Kupplung angeordnet. Sie stellen eine Art Notlaufsicherung dar, die bei einer Zerstörung der elastischen Ringkörper, beispielsweise durch Überbelastung oder Verschleiß, zum Tragen kommt.

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Claims

Radt, Finkener, Emesti 3 C 1 Ή 1 1

Patentanwälte

Heinrich-König-Straße M. 119
Bochum

Fernsprecher (02U) 477£7/ !8 Telegrammadresse. Radtpatent Bochum

80 112 WE/US

Elastische Wellenkupplung, insbesondere Gelenkwellenvorschal tkupplung

Ansprüche

M.) Elastische Wellenkupplung, insbesondere Gelenkwellenvorschaltkupplung, bei der treibender und getriebener Kupplungsteil durch wenigstens einen elastischen Ringkörper miteinander in Verbindung stehen und die beiden Kupplungsteile gegeneinander radial abgestützt, dabei jedoch axial begrenzt beweglich sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) an einem Kupplungsteil ist an einem Außenflansch (1) ein zylindrischer und zur Drehachse konzentrischer Mantel (20) befestigt, der an seinem freien Ende einen nach innen ragenden, zur Drehachse senkrechten Plansch (19) aufweist,

b) am anderen, inneren Kupplungsteil,gebildet durch einen Anpassungsflansch (4·), ist ein Stützring (8) starr befestigt, der außen einen zum Außenflansch (1) gerichteten, zur Drehachse koaxialen Bund (23) aufweist, der von der Innenwand des Mantels (20) durch einen schmalen Ringspalt (24-) getrennt ist,

c) im Ringspalt (24) ist wenigstens eine am Bund (23) und am Mantel (20) anliegende Lagerbüchse (25) vorgesehen und

d) im Innern des Bundes (23) ist in der Nähe seiner Wandung der elastische Ringkörper (13) angeordnet und einerseits mit dem Anpassungsflansch (4·) und andererseits mit dem Außenflansch (1) drehfest verbunden.

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2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Anpassungsflansch (4) zwei Stützringe (8) mit Bund (23) und Lagerbüchse (25 bzw. 26) und zwei elastische Ringkörper (13) spiegelbildlich in bezug auf eine quer zur Drehachse stehende Mittelebene Rücken an Rücken angeordnet sind, wobei der äußere elastische Ringkörper (13) an seiner Außenseite mit dem Plansch (19) des Mantels (20) in drehfester Verbindung steht.
3. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Ringkörper (13) aus einem elastomeren Werkstoff wie Gummi bestehen und daß sie an ihren Stirnseiten starre Befestigungsringe (9, 14) aufweisen.
4. Wellenkupplung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsringe (9) an den einander zugewandten Stirnseiten über die Radialstärke des elastischen Ringkörpers (13) hinaus radial nach innen verlängert sind und gemeinsam mit den Stützringen (8) am Anpassungsflansch (4) mittels Schrauben (1O) verspannt sind.
5· Wellenkupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsringe (14) an den äußeren Stirnseiten der elastischen Ringkörper (13) zur Drehachse parallele Bohrungen (15) aufweisen und daß in diesen Bohrungen Bolzen (16) formschlüssig gelagert sind, die mit ihrem freien Ende in fluchtende Bohrungen (17 bzw. 18) des Flansches (19) am Mantel (20) bzw. des Außenflansches (1) eingreifen.
6. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbüchsen (25t 26) in Vertiefungen (27, 28) am umfang der Bunde (23) angeordnet sind.

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7· Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 2 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnfläche der
Bunde (23) und dem jeweils gegenüberstehenden Flansch (1 bzw. 19) ein axialer Spalt (30 bzw. 31) freigelassen ist.

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