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Elastische Kupplung
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Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung mit mehreren radial
zwischen zwei zu verschiedenen Kupplungshälften gehörenden Kupplungsflanschen angeordneten
Laschen, die über axial gerichtete und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte
Befestigungsteile sowohl an ihrem äußeren als auch an ihrem inneren Ende mit den
zugeordneten Kupplungsflanschen in Verbindung stehen.
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Es ist eine ganze Reihe von elastischen Kupplungsartenbekannt, von
denen die eingangs genannten Bauarten (DE-OS 25 10 197) den Vorteil aufweisen, daß
sie wegen der einzelnen laschenförmigen Verbindungsglieder, die in der Regel mit
Verstärkungsschlaufen in Form von Geweben oder Fäden versehen sind, relativ einfach
herzustellen und aufzubauen sind, dennoch aber sehr hohe Drehmomente zu übertragen
erlauben. Ein gewisser Nachteil der bekannten Bauarten liegt darin, daß bei der
Montage der Kupplung mehrere Einzelteile zusammengesteckt werden müssen.
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Es sind zwar auch Kupplungen anderer Bauart bekannt (DE-PS 22 51 236),
bei denen scheibenförmige Kupplungsglieder vorgesehen sind, die als Ganzes in die
Kupplung einbaubar sind.
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Nachteilig ist bei diesen Bauarten aber, daß, bedingt durch die verwendeten
stabilen Flachringe das Gewicht solcher Kupplungsscheiben sehr groß ist. Andere
Bauarten wiederum (DE-OS 28 34 490) vermeiden zwar das hohe Gewicht dadurch, daß
keine aus Metall bestehenden Einlageringe vorgesehen sind. Bei den dort gezeigten
Bauarten ist wiederum keine radial verlaufende Verstärkung durch Gewebeschlaufen
o.dgl.
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zwischen innerer und äußerer Einspannung vorgesehen, so daß solche
Kupplungsglieder zwar sehr leicht ausgebildet sein können, bezüglich der übertragbaren
Drehmomente aber in engen Grenzen gehalten werden müssen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsglied
für elastische Kupplungen so aufzubauen, daß es bei verhältnismäßig wenig Gewicht
große Drehmomente übertragen kann.
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Die Erfindung besteht bei einer Kupplung der eingangs genannten Art
darin, daß die Befestigungsteile fest in Bohrungen in einem Paar von in axialem
Abstand zueinander angeordneten Ringlamellen angeordnet sind, von denen zwei einen
äußeren und zwei einen inneren Befestigungsring für die Laschen bilden.
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Diese Ausgestaltung -weist den Vorteil auf, daß die Bauart und die
Vorteile der bekannten Laschenkupplungen erhalten bleiben, trotzdem aber ein leicht
montierbares Kupplungsglied entsteht, das als Ganzes einbaubar und demontierbar
ist. Diese Ausführungsform wird dadurch besonders vorteilhaft, daß die Laschen,
wie es an sich bekannt ist, mit geschlossenen und in Umfangsrichtung verlaufenden
Schlaufen aus Verstärkungsmaterial versehen sind und daß die Befestigungsteile als
Buchsen ausgebildet sind und jeweils innen und außen durch diese Schlaufen verlaufen.
Zweckmäßig können diese Buchsen, wie das bei Laschenkupplungen bekannt ist, auf
axial abstehende Bolzen der Kupplungshälften aufsteckbar ausgebildet sein oder es
wird eine Befestigung in bekannter Weise über Schraubbolzen zwischen zwei zugeordneten
Einspannflanschen vorgenommen.
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Die Ringlamellen haben den besonderen Vorteil, daß sie gleichzeitig
zur Innen- und Außenführung des neuen scheibenartigen Kupplungsgliedes dienen können.
Dazu ist es lediglich notwendig, beispielsweise die inneren Ringlamellen mit einem
Innendurchmesser zu versehen, der dem Außendurchmesser der Eupplungshälfte entspricht.
Wird dieses Scheibenglied auf eine entsprechende Nabe aufgesteckt, so ist es außen
und innen radial sicher geführt. Vorteilhaft ist es aber auch, wenn mit den Lamellen
eine Außenverzahnung-verbunden ist, die aus aufvulkanisiertem und fest mit den Lamellen
verbundenen elastischen Material mit Verstärkungseinlagen besteht und wenn bei einer
ganz besonderen vorteilhaften Ausführungsform die Verstärkungseinlagen von zahnartigen
Vorsprüngen der Ringlamellen, insbesondere der äußeren Ringlamellen gebildet sind.
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Diese Ausführungsform ist steckbar und sie kann beispielsweise in
eine Innen- und eine Außenverzahnung eingeschoben werden.
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Natürlich sind auch Kombinationsmöglichkeiten der Befestigung möglich
und denkbar, beispielsweise in der Art, daß die innere Befestigung des Kupplungsgliedes
über Schraubbolzen zwischen zwei Flanschen erfolgt, wobei in diesem Fall die Buchsen
zwischen den Lamellen als axiale Begrenzung für die zusammenzuschraubenden Flansche
dient, und daß am Außenumfang die erwähnte Verzahnung vorgesehen wird, so daß das
Kupplungsglied außen in eine entsprechende Verzahnung der zugeordneten Kupplungshälfte
einschiebbar ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine
schematische Ansicht eines neuen elastischen Kupplungsgliedes, Fig. 2 den Schnitt
durch die Ausführungsform der Fig. 1 längs der Linie II-II und in vergrößerter Darstellung,
Fig.
3 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 2, bei der jedoch das elastische, die Laschen
aufweisende Eupplungsglied zwischen beiden Kupplungshälften eingebaut ist, Fig.
4 das Kupplungsglied der Fig. 1 und 2, jedoch in eine Kupplung eingebaut, bei der
es von einer Seite auf Verbindungsbolzen aufsteckbar ist, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform
in einem Schnitt gemäß Fig. 2, die jedoch sowohl am Innen- als auch am Aussendurchmesser
zum Einschieben in eine Verzahnung der zugeordneten Kupplungshälften ausgebildet
ist und Fig. 6 die vergrößerte Darstellung des Schnittes längs der Linie VI-VI in
Fig. 5.
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In den Fig. 1 und 2 ist ein elastisches Kupplungsglied gezeigt, das
aus mehreren sternförmig zueinander angeordneten elastischen Laschen 1 besteht,
die jeweils am äußeren und am inneren Ende mit Buchsen 2 versehen sind, und gleichmäßig
auf dem Umfang eines Kreises verteilt in radialer Richtung fest zwischen einem Innenring
3 und einem Außenring 4 angeordnet sind. Der Außenring 4 ist mit einer aufvulkanisierten
und mit entsprechenden nicht gezeigten Verstärkungen versehenen Verzahnung 5 ausgerüstet.
Das so aufgebaute Kupplungsglied läßt sich beispielsweise, wie noch anhand der Fig.
3 und folgende erläutert werden wird, mit dem Innenring 3 an einer Kupplungshälfte
dadurch befestigen, daß Schraubbolzen durch die Buchsen 2 geführt werden. Der äußere
Umfang kann, wie ebenfalls aus Fig. 3 hervorgeht, mit der Verzahnung 5 in eine korrespondierende
Verzahnung der anderen Kupplungshälfte eingeschoben werden. Es ist auch möglich,
alle Laschen 1 einzuvulkanisieren, so daß sich eine Scheibe ergibt.
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Wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, können zwischen den Laschen
1 auch Belüftungsöffnungen 25 angeordnet werden. Der Innenring 3 und Außenring 4
bleiben einvulkanisiert.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht der Innenring 3 aus zwei gleich
großen und im Abstand zueinander parallel verlegten Ringlamellen 6, die mit Bohrungen
7 gleichmäßig am Umfang verteilt versehen sind, in welche die Buchsen 2 fest eingesetzt
sind. Die beiden Ringlamellen 6 zusammen sind in Fig. 1 neben den Laschen 1 als
innerer Ring 3 zu erkennen.
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Der äußere Ring 4 besteht ebenfalls aus zwei parallel zueinander liegenden
Ringlamellen 8, die ebenfalls mit Bohrungen so versehen sind, daß dann, wenn die
Buchsen 2 an den äußeren Enden der Laschen 1 in diese Bohrungen 7 eingesetzt werden,
die Laschen 1 in der in der in Fig. 1 gezeigten Weise radial zwischen dem inneren
Ring 3 und dem äußeren Ring 4 verlaufen.
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Wie aus Fig. 2 außerdem hervorgeht, sind um die Buchsen 2 jeweils
Schlaufen 9 aus Verstärkungsmaterial, im Ausführungsbeispiel aus mehreren gewickelten
Verstärkungsfäden herumgelegt, die in einem gummielastischen Material eingebettet
sind, das im Bereich der Laschen 1 sowohl die Ringlamellen 6 als auch die Ringlamellen
8 weitgehend überdeckt. Einteilig mit dem elastischen Material 10 verbundes und
fest an die äußeren Ringlamellen 8 anvulkanisiert, ist die Verzahnung 5, die auch
in der Fig. 5 im Schnitt gezeigt ist. Durch die beiden konzentrisch zueinander liegenden
Ringlamellen 6 und 8 und die dazwischen fest angeordneten Buchsen 2 entsteht ein
aus zwei Ringen bestehender Befestigungskörper.
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Die konzentrischen Ringe können untereinander elastisch zusammenwirken,
weil zwischen ihnen die radial verlaufenden Laschen mit den Verstärkungsschlaufen
9 vorgesehen sind, die um die axial gerichteten Buchsen 2 in Umfangsrichtung herumgeschlungen
sind.
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Bei dieser Anordnung werden alle Kräfte bei der Drehmomentübertragung
in den Ringlamellen aufgefangen. Durch die Verbindung der paarweise vorgesehenen
Ringlamellen untereinander mit Hilfe der Buchsen entsteht jeweils ein in sich geschlossenes
Gebilde.
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In der Fig. 3 ist anhand eines Ausführungsbeispieles gezeigt, wie
die Laschen 1 beispielsweise mit den beiden Supplungshälften verbunden sein können.
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In der Fig. 3 ist dabei eine Lasche in der Bauart vorgesehen, wie
sie auch anhand von Fig. 2 beschrieben worden ist. Es wird deutlich, daß die äußere
Verzahnung 5, die fest mit den äußeren Ringlamellen 8 zusammenvulkanisiert ist,
siehe auch Fig. 5, in eine korrespondierende Verzahnung 11 eines äußeren Eupplungsringes
12 eingreift, der in nicht naher dargestellter Weise mit einer Kupplungshälfte drehfest
in Verbindung steht.
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Die andere Xupplungshälfte besteht im Ausführungsbeispiel der Fig.
3 aus einer auf die zu kuppelnden Welle schiebbaren Nabe 13, die in bekannter Weise
mit einem Anschlagflansch 14 und einem Druckring 15 versehen ist, der mit Hilfe
eines Schraubbolzens 16 gegen den Flansch 14 gezogen werden kann.
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Zwischen den beiden Teilen 14 und 15 wird daher das innere Ende der
Lasche 1 eingespannt, wobei eine Verquetschung des gummielastischen Materials der
Lasche 1 dadurch ausgeschlossen wird, daß die Buchse 2 den Abstand zwischen den
Ringen 14 und 15 begrenzt.
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Fig. 4 zeigt ein Montagebeispiel einer Lasche 1 mit inneren und äußeren
Ringlamellen 6 bzw. 8, bei der keine äußere Verzahnung mit den äußeren Ringlamellen
8 verbunden ist. Das Eupplungsglied, bestehend aus den Laschen 1 und den Lamellenringen
6 bzw. 8, ist bei dieser Ausführungsform auf axial gerichtete Bolzen 17 und 18 aufgeschoben,
die jeweils dem äußeren Kupplungsring 19 einer glockenartig ausgebildeten, aber
nicht gezeigten Kupplungshälfte und einem ilupplungsflansch 20 zugeordnet sind,
der in ähnlicher Weise mit einer Nabe 13 verbunden sein kann, wie das in Fig. 3
gezeigt ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß das gesamte elastische
Kupplungsglied, bestehend aus den Lamellenringen 6 und 8 und den Laschen 1, von
einer Seite her auf die Bolzen 17 und 18 aufsteckbar ist. Die Montage ist daher
sebr einfach.
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Fig. 5 zeigt eine Lasche 1, die ähnlich aufgebaut ist, wie die Laschen
der Fig. 1 und 2. Auch hier ist außen fest mit dem elastischen Material eine Verzahnung
5 verbunden, die ebenfalls
aus elastischem Material besteht, in
das auch noch in bekannter Weise Verstärkungseinlagen eingelegt sein können. Bei
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist eine korrespondierende Verzahnung auch der
inneren Ringlamelle 6 zugeordnet und es ist anhand von Fig. 6 zu erkennen, daß die
Ringlamelle 6 bei dieser Ausführungsform jeweils mit zahnartigen Vorsprüngen 21
versehen ist, die vom elastischen Material der Verzahnung 5 ummantelt sind, dennoch
aber in die Lücken der Verzahnung hereinragen, welche am Kupplungsteil der Verzahnung
5 zugeordnet ist. Um bei dieser Ausführung zusätzlich die zwischen den zahnartigen
Vorsprüngen 21 und dem elastischen Material der Verzahnung 5 auftretende Flächenpressung
so gering wie möglich zu halten, sind die zahnartigen Vorsprünge 21 der beiden parallel
zueinander liegenden Ringlamellen 6 mit einem radial verlaufenden Schlitz versehen,
in den ein Stegblech 22 mit entsprechenden Abmessungen hineingesteckt ist, das dann
miteinvulkanisiert wird. Wie aus Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, verläuft dieses Stegblech
22 in Radialrichtung und mit seiner größeren Länge axial, so daß nahezu der gesamte
Bereich des nach außen ragenden Zahnteiles der Verzahnung 5, der in die Lücke der
korrespondierenden Verzahnung der Eupplungshätte hereinragt, von festem Material
ausgefüllt wird, das fest mit der Ringlamelle 6 bzw. mit den beiden Ringlamellen
verbunden ist. Korrespondierend ist die Verzahnung 5 am äußeren Umfang des so gebildeten
Kupplungsgliedes ausgebildet. Auch diese Ausführung läßt sich in einfacher Weise
axial in entsprechend ausgestaltete Kupplungshälftenteile einschieben und gewährleistet
die Übertragung hoher Drehmomente bei genügender Elastizität. Die Elastizität kann,
wie bekannt, durch die Lage der Schlaufen 9 bestimmt werden, die in der Form einer
ausgebauchten Ellipse verlegt werden und dadurch das zwischen ihnen liegende elastische
Volumen beim Auftreten eines Drehmomentes zusammendrücken. Je nach Ausgestaltung
des Raumes innerhalb der Schlaufen 9 und je nach der Beschaffenheit des dort eingesetzten
elastischen Materiales können, wie das auch bei anderen Kupplungen der Fall ist,
die elastischen Eigenschaften der neuen Kupplung bestimmt werden.
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Der Vorteil der neuen Kupplung ist jedoch, daß sie zwei sehr stabile
Befestigungsringe zu verwirklichen erlaubt, ohne daß das Gewicht dieser Metallversteifung
zwischen den Laschen zu groß wird.
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Es ist natürlich auch möglich, anstelle der in den Ausführungsbeispielen
gezeigten Buchsen 2 als Befestigungsmittel Bolzen vorzusehen, die fest in den Ringlamellen
gehalten sind und axial über die elastischen Laschenglieder hervorstehen, um an
dem zugeordneten Kupplungsflansch angebracht zu werden.
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Einfacher ist natürlich die gezeigte Ausführung mit Buchsen.