DE3038506A1 - Progressive rate flexible shaft coupling - has coupling halves with axial projections connected via elastomer inserts with different resilience regions - Google Patents

Progressive rate flexible shaft coupling - has coupling halves with axial projections connected via elastomer inserts with different resilience regions

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Abstract

The flexible coupling (1 or 9 or 11) is intended for connecting two shaft ends and comprises coupling elements (2) on the two coupling halves which are alternately connected via resilient inserts (4). These each consist of at least two elastomer (6,7) of different resilience. The regions of higher resilience (7) are pref. circumferentially spaced between adjacent elements (2). The elements may be concentrically spaced parallel cylindrical bushes whilst the resilience of the members (4) around these bushes is equal. The areas of greater resilience may be provided with openings (8). The areas (6) of lesser resilience may have portions (10) projecting into these openings or may be connected by thin webs (12) of the same material.

Description

Elastische Wellenkupplun.Elastic shaft coupling.

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung zur Verbindung zweier Wellen, bestehend aus einer Vielzahl zur wechselseitigen Befestigung der Wellenenden bestimmter Verbindungskörper, zwischen denen sich Elastomersäulen erstrecken.The invention relates to an elastic shaft coupling for connection two shafts, consisting of a large number for the mutual attachment of the Shaft ends of certain connecting bodies, between which elastomer columns extend.

Sowohl im Automobil - als auch im Maschinenbau wird sehr oft der Einsatz von elastischen Wellenkupplungen mit stark progressiver Kennlinie erforderlich, um zum einen hochfrequente Schwingungen mit niederigen Amplituden gut dämpfen und zum anderen die Dimensionierung der Kupplung bei den maximal auftretenden Kräften möglichst in vertretbarem Rahmen halten zu können.It is used very often in both automotive and mechanical engineering required by elastic shaft couplings with a strongly progressive characteristic curve, on the one hand to dampen high-frequency vibrations with low amplitudes and on the other hand, the dimensioning of the coupling with the maximum forces occurring to be able to keep it within reasonable limits.

Durch die DE - AS 27 05 598 ist bereits eine elastische Gelenkscheibe für Wellenkupplungen bekannt. Diese besteht im wesentlichen aus um eine Gelenkscheibenachse achsparallel angeordneten metallischen Büchsen, die paarweise von Fadenwickeln umschlungen und zusammen mit diesen in einem elastomeren Werkstoff eingebettet sind. Innerhalb der Büchsen sind weitere, vom Durchmesser her gesehen, kleinere Büchsen, die zur Aufnahme von Schraubenbolzen oder dergleichen dienen, vorgesehen, derart, daß diese'inneren Büchsen exzentrisch zu den äußeren liegen. Im verbleibenden größeren Teil des zwischen innerer und äußerer Büchse gebi.ldeten Raumes erstreckt si.ch ein Elastomerkörper.Da diese Wellenkupplung radial nicht vorgespannt ist, treten im Betriebszustand Druck -und Zugspannungen in den einzelnen Säulen auf, die zum einen durch di.e Federwickel ( Zugspannung ) und z.um anderen durch das Elastomermaterial ( Druckspannung ) übertragen werden. Die Nachteile bei einer solchen Konstruktion sind darin zu sehen, daß zum einen viele Teile vorhanden sind, die eine relativ aufwendige Herstellung der Gelenkscheibe erwarten lassen, und zum anderen aufgrund zweier ineinander liegender Büchsen relativ große Abmessungen erforderlich sind.DE - AS 27 05 598 already has an elastic joint disk known for shaft couplings. This essentially consists of a flexible disk axis axially arranged metallic bushes, which are wrapped in pairs of thread windings and are embedded together with these in an elastomeric material. Within of the cans are further, in terms of diameter, smaller cans that are used for Serve uptake of screw bolts or the like, provided in such a way that these'inneren Bushings are eccentric to the outer ones. In the remaining larger part of the between The inner and outer sleeve of the formed space is extended by an elastomer body this shaft coupling is not radially preloaded, pressure occurs in the operating state -and tensile stresses in the individual pillars, on the one hand by di.e spring coils (Tensile stress) and to another through the elastomer material (compressive stress) will. The disadvantages of such a construction can be seen in the fact that on the one hand there are many parts that require a relatively complex production of the flexible disk can be expected, and on the other hand relatively due to two nested cans large dimensions are required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde9 eine elastische Wellenkupplung gemaß dem gattungsbildenden Teil des Hauptpatentanspruches mit einfachen Mitteln konstruktiv derart zu verbessern, daß eine Wellenkupplung mit progressiver Kennlinie entsteht, wobei die Elastomersäulen die im Betri.ebszustand auftretenden Druck - und insbesondere Zug.The invention is based on the object of an elastic shaft coupling according to the generic part of the main patent claim with simple means to improve constructively in such a way that a shaft coupling with a progressive characteristic curve arises, whereby the elastomer columns the pressure occurring in the operating condition - and especially train.

spannungen über die gesamte Lebensdauer der Kupplung unbeschadet, d. h. ohne durch die relativ selten auftretenden tochfrequenten Schwingungen zerstört zu werden, aufnehmen können.stresses over the entire service life of the coupling without prejudice, d. H. without being destroyed by the relatively seldom occurring pitch-frequency vibrations to be able to record.

Diese Aufgabe wird erfindungsgem.aß dadurch gelöst, daß die Elastomersäülen, die sich zwischen jeweils zwei Verbindungskörpern erstrecken, aus wenigstens zwei Elastomeren unterschiedlicher Elastizität bestehen. Durch diese Maßnahme werden die angestrebten Verbesserungen an der Wellenkupplung erreicht, wobei es dem Fachmann überlassen bleibt, für den entsprechenden Anwendungsfall auch die entsprechenden Elastomere unterschiedlicher Elastizität zu verwenden, um den gewünschten Dämpfungseffekt zu erreichen. Dies stellt sich im Betriebszustand so dar, daß bei auftretender Druckspannung der Elastomerteil mit der niedrigeren Elastizität die Kräfte aufnimmt9 während bei Zugspannung - um so Zerstörung der auf Zug nur in geringem Umfang belastbaren Elastomersaulen zu vermeiden - der Elastomerteil mit höherer Elastizität dann ausgleichend wirkt. Somit wird eine optimal für beide auftretenden Spannungen ausgelegte Kupplung geschaffen. Bevorzugt verlaufen dabei die Zonen der Elastoere unterschiedlicher Elastizität zwischen jeweils zwei Verbindungskörpern hintereinander.This object is achieved according to the invention in that the elastomer columns, which extend between two connecting bodies, made up of at least two Elastomers of different elasticity exist. Through this measure will be the desired improvements to the shaft coupling achieved, it being the expert is left to the appropriate application for the respective application Use elastomers of different elasticity to achieve the desired damping effect to reach. In the operating state, this is shown in such a way that when compressive stress occurs the elastomer part with the lower elasticity absorbs the forces9 while at Tensile stress - all the more destructive of the elastomer pillars, which can only be subjected to tensile loads to avoid - the elastomer part with higher Then compensating for elasticity works. This results in a coupling that is optimally designed for both voltages that occur created. The zones of the elastomers preferably run more differently Elasticity between two connecting bodies in a row.

Bei. elastischen Wellenkupplungen, die als Verbindungskörper etwa zylindrische Hülsen, ähnlich der in der DE - AS 27 05 598, aufweisen, und die um die Mittelachse der Wellenkupplung im wesentlichen in Ringform und achsparallel angeordnet sind, ist die Elastizität der Säulen im Randbereich der Hülsen vorzugsweise gleich, während der mittlere Bereich der Säulen eine dazu unterschiedliche Elastizität aufweist. Auf diese Weise kann man den Anforderungen an die Wellenkupplung gerecht werden, die z. B. drehrichtungsunabhängig arbeitet. Im Falle nur einer Drehrichtung kann man dann die Elastomersäulen aus Elastomeren herstellen, deren Elastizität, in Drehrichtung gesehen, abnehmend ist, um so eine progressive Kennlinie zu erhalten. Tritt der zuerst genannte Fall ein, liegen, bei Verwendung von zwei unterschiedlichen Elastomeren, drei, in Umfangsrichtung gesehen, übereinanderliegende Schichten vor, die vorzugsweise so angeordnet sind, daß die Elastizität der Säulen in ihren den HUlsen zugewandten Bereichen niedriger als in ihren mittleren Bereichen ist.At. elastic shaft couplings, which are used as connecting bodies for example cylindrical sleeves, similar to that in DE-AS 27 05 598, and the around the central axis of the shaft coupling is essentially ring-shaped and axially parallel are arranged, the elasticity of the columns in the edge region of the sleeves is preferably the same, while the middle area of the columns has a different elasticity having. In this way one can meet the requirements for the shaft coupling be that z. B. works independently of the direction of rotation. In the case of only one direction of rotation you can then make the elastomer columns from elastomers whose elasticity, seen in the direction of rotation, is decreasing in order to obtain a progressive characteristic. If the first-mentioned case occurs, two different ones are used Elastomers, three layers one on top of the other seen in the circumferential direction, which are preferably arranged so that the elasticity of the columns in their the Sleeve facing areas is lower than in their middle areas.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß sind die Hülsen vorzugsweise aus herstellungstechnischen Gründen von einem ringförmigen Elastomerkörper niedriger Elastizität umgeben.According to a further concept of the invention, the sleeves are preferably from an annular elastomer body lower for manufacturing reasons Surrounding elasticity.

Zur weiteren positiven Beeinflussung der Kennlinie der erfindungsgemäßen Wellenkupplung wird vorgeschlagen, in an sich bekannter Weise etwa parallel zur Mittelachse der Wellenkupplung verlaufende Ausnehmungen vorzusehen, die jedoch ausschließlich im Bereich der höheren Elast5zität der Säulen angeordnet sind. In diese Ausnehmungen kann dann, in Umfangsrichtung gesehen, wenigstens eine Erhebung, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie der die Hülsen umgebende Teil der Säulen besteht, in Richtung auf die benachbarte Hülse hineinragen, um somit bei hochfrequenten Schwingungen schneller an den gegenüberliegenden Elastomerteilen niedriger Elastizität zur Anlage zu kommen.To further positively influence the characteristic curve of the invention Shaft coupling is proposed, in a manner known per se, approximately parallel to the Central axis of the To provide recesses running along the shaft coupling, which, however, are arranged exclusively in the area of the higher elasticity of the pillars are. In these recesses, seen in the circumferential direction, at least one Elevation, which is preferably made of the same material as that surrounding the sleeves Part of the pillars is made to protrude in the direction of the adjacent sleeve so as to in the case of high-frequency vibrations, faster on the opposite elastomer parts low elasticity to come to rest.

Weiterhin vorteilhaft ist zu sehen, daß sich, ebenfalls in Umfangsrichtung gesehen, zwischen den Elastomermaterialien niedriger Elastizität ein relativ dünner, aus dem gleichen Material bestehender Verbindungssteg erstreckt.It is also advantageous to see that, likewise in the circumferential direction seen, between the elastomer materials of low elasticity a relatively thin, extending from the same material existing connecting web.

Als bevorzugte Materialien für die Säulen kommen'Elastomere mit Shore Härte ( A ) 70 - 85 ( niedrige Elastizität ) und Shore Härte ( A ) 50 - 70 ( hohe Elastizität ) zur Anwendung.The preferred materials for the columns are elastomers with Shore Hardness (A) 70 - 85 (low elasticity) and Shore hardness (A) 50 - 70 (high Elasticity).

Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Materialien unterschiedlicher Elastizität durch Vulkanisation miteinander verbunden sind. Dies kann z. R. so geschehen, daß die Hülsen mit einem Rohling niedriger Elastizität umgeben und mit dem zwischen den beiden korrespondierenden Hülsen eingespritzten oder verdrängten Elastomeranteil hoher Elastizität gleRchzeitig vulkanisiert werden. Ebenfalls möglich ist, einen mit entsprechenden Ausnehmungen zur Aufnahme der Hülsen versehenen Grundkörper aus Elastomermaterial hoher Elastizität herzustellen und dann in die Ausnehmungen die, bereits.mit dem Elastomermaterial niedriger Elastizität umgebenen und vorzugsweise ausvulkanisierten Hülsen einzupressen. Beide varianten sind möglich, wobei jedoch das gleichzeitige Vulkanisieren der beiden Elastomere in einem Arbeitsgang ,aus herstellungstechnischen Gründen durch die Verwendung von nur einer Form bevorzugt wird.Another preferred feature of the invention can be seen in that the materials of different elasticity through vulcanization with each other are connected. This can e.g. Usually done so that the sleeves with a blank lower Surrounded elasticity and injected with the between the two corresponding sleeves or displaced elastomer content of high elasticity can be vulcanized at the same time. It is also possible to have one with corresponding recesses for receiving the sleeves provided base body made of elastomeric material of high elasticity and then in the recesses, already.with the elastomer material of low elasticity surrounded and preferably press-in vulcanized sleeves. Both variants are possible, but vulcanizing the two at the same time Elastomers in one work step, due to the use of manufacturing-related reasons of only one shape is preferred.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figuren 1 a, b, c unterschiedliche Ausgestaltung an der erfindungsgemäßen Wellenkupplung.The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in more detail. Figures 1 a, b, c show different configurations the shaft coupling according to the invention.

Die in Figur 1 a dargestellte elastische Wellenkupplung 1 besteht im wesentlichen aus zylindrischen Hülsen 2, die etwa in Ringform um die Mittelachse 3 der Wellenkupplung 1 angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei benachbarten Hülsen 2 erstreckt sich eine Elastomersäule 4. Diese besteht aus zwei Elastomeren unterschiedlicher Elastizität, die, in Umfangsrichtung gesehen, derart übereinander angeordnet sind, daß im Randbereich 5 der Hülsen 2- Elastomermaterial 6 niedriger Elastizität ( Shore Härte (A) 80 ) vorhanden ist, während der Rest - oder mittlere Bereich 7 aus Elastomermaterial hoher Elastizität ( Shore.Härte (A) 60 ) besteht.The elastic shaft coupling 1 shown in FIG. 1 a consists essentially of cylindrical sleeves 2, which are approximately in the form of a ring around the central axis 3 of the shaft coupling 1 are arranged. Between two adjacent sleeves 2 extends an elastomer column 4. This consists of two elastomers of different Elasticity, which, seen in the circumferential direction, are arranged one above the other in such a way that that in the edge area 5 of the sleeves 2-elastomer material 6 of low elasticity (Shore Hardness (A) 80) is present, while the remainder or middle area 7 is made of elastomer material high elasticity (Shore hardness (A) 60).

Um eine einfache Herstellung zu erhalten, ist das Elastomermaterial 6 ringförmig ausgebildet und umgibt de Hülse 2.In order to make it easy to manufacture, the material is elastomer 6 is ring-shaped and surrounds the sleeve 2.

Ausschließlich im mittleren Bereich 7 ist eine Ausnehmung 8 eingebracht, durch welche die Kennlinie der Wellenkupplung 1 positiv beeinflußt werden kann.Only in the middle area 7 is a recess 8 made, by which the characteristic of the shaft coupling 1 can be positively influenced.

Di.e in Figur 1 b abgebildete Wellenkupplung 9 besteht, ähnlich wie in Figur 1 a dargestellt, aus zylindrischen Hülsen 2. Diese werden von etwa ringförmigem Elastomerma- teri.al 6 niedriger Elastizität umgeben. Im Restbereich 7 ist ebenfalls eine Ausnehmung 8 eingebracht, wobei jedoch hi.er eine Erhebung 10 aus Elastomermaterial niedriger E7astiziläts welche aus dem Elastomermaterial 6 herausge-, formt ist, in Richtung auf die benachbarte Hülse in die Ausnehmung 8 hineinragt. Durch diese Maßnahme wird eine noch progressivere,Kennung der Wellenkupplung 9 im Gegensatz zur Wellenkupplung 1 ( Figur 1 a ) erreicht, da bei Belastung die Erhebungen 10 schneller an dem an der benachbarten Hülse 2 befindlichen Elastomermaterial 6 niedriger Elastizität zur Anlage kommt.Di.e shown in Figure 1b shaft coupling 9 is similar to shown in Figure 1 a, from cylindrical sleeves 2. These are approximately annular Elastomeric teri.al 6 of lower elasticity. In the rest area 7 a recess 8 is also introduced, but here an elevation 10 made of elastomer material of low elasticity which made of the elastomer material 6 is out, shaped, in the direction of the adjacent sleeve in the recess 8 protrudes. This measure creates an even more progressive identification of the shaft coupling 9 achieved in contrast to the shaft coupling 1 (Figure 1 a), since the load Elevations 10 faster on the elastomer material located on the adjacent sleeve 2 6 low elasticity comes to bear.

Shnlich Figur 1 b kann auch die Kennlinie der in Figur 1 c dargestellten Wellenkupplung 11 beeinflußt werden, derart, daß sich, in Umfangsrichtung gesehen, zwischen jeweils zwei Elastomeren 6 niedriger Elastizität ein aus dem gleichen Material bestehender und beide Elastomere 6 miteinander verbindender Verbindungssteg 12 befindet.Similar to FIG. 1 b, the characteristic curve shown in FIG. 1 c can also be used Shaft coupling 11 are influenced in such a way that, seen in the circumferential direction, between each two elastomers 6 of low elasticity one made of the same material existing connecting web 12 connecting both elastomers 6 to one another is located.

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Claims (10)

Patentansprüche: Elastische Wellenkupplung zur Verbindung zweier Wellen, bestehend aus einer Vielzahl zur wechselseitigen Befestigung der Wellenenden bestimmter Verbindungskörper, zwischen denen sich Elastomersäulen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Elåstomersäulen ( 4 ) aus wenigstens zwei Elastomeren unterschiedlicher Elastizität bestehen. Claims: elastic shaft coupling to connect two Shafts, consisting of a large number for the mutual fastening of the shaft ends certain connecting bodies, between which elastomer columns extend, thereby characterized in that the Elåstomeräulen (4) made of at least two elastomers of different Elasticity exist. 2 . Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen der Elastomere unterschiedlicher Elastizität im wesentlichen in Umfangsrichtung gesehen hintereinander zwischen je zwei Verbindungskörpern angeordnet sind.2. Elastic shaft coupling according to claim 1, characterized in that that the zones of the elastomers of different elasticity are essentially in the circumferential direction seen one behind the other between two connecting bodies. 3 . Elastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Yerbindungskörper aus im wesentlichen zylindrischen Hülsen bestehen, die etwa in Ringform um die Mittelachse der Wellenkupplung achsparallel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität der Elastomersäulen ( 4 ) im Randbereich ( 5 ) der Hülsen ( 2 ) gleich ist, während der mittlere Bereich ( 7 ) der Säulen ( 4 ) eine dazu unterschiedliche Elastizität aufweist.3. Elastic shaft coupling according to claims 1 and 2, wherein the Yerbindungskörper consist of substantially cylindrical sleeves that are approximately in Ring shape are arranged axially parallel to the central axis of the shaft coupling, thereby characterized in that the elasticity of the elastomer columns (4) in the edge area (5 ) of the sleeves (2) is the same, while the middle area (7) of the columns (4 ) has a different elasticity. 4 « Elasti.sche Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität der Eiastomersaulen ( 4 ) in ihren den Hülsen ( 2 ) zugewandten Bereichen ( 5 ) niedriger als in ihren mittleren Bereichen ( 7 ) ist.4 «Elasti.sche shaft coupling according to claims 1 to 3, thereby characterized in that the elasticity of the Eiastomersaulen (4) in their the sleeves (2) facing areas (5) lower than in their central areas (7 ) is. 5 . Elastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 45 dadurch gekennzeichnet, daß Elastomere ( 6 ) niedri.ger Elastizität die Hülsen ( 2 ) ringförmig umgeben.5. Elastic shaft coupling according to claims 1 to 45 thereby characterized in that elastomers (6) of low elasticity make the sleeves (2) ring-shaped surround. 6 . Elastische Wellenkupplung nach-den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Elastomerspulen ( 4 ) in an sich bekannter Weise im wesentlichen parallel zur Mittelachse ( 3 ) der Wellenkupplung verlaufende und ausschließlich im Bereich ( 7 ) der höheren Elastizität angeordnete Ausnehmungen vorgesehen sind.6th Elastic shaft coupling according to claims 1 to 5, characterized characterized in that in the elastomer coils (4) in a manner known per se essentially parallel to the central axis (3) of the shaft coupling and exclusively recesses arranged in the region (7) of higher elasticity are provided. 7 . Elastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß, in Umfangsrichtung gesehen? wenigstens eine Erhebung ( 10 ) in Richtung auf die benachbarte Hülse ( 2 ) in die Ausnehmung ( 8 ) hineinragt.7th Elastic shaft coupling according to claims 1 to 6, characterized marked that, seen in the circumferential direction? at least one elevation (10) protrudes into the recess (8) in the direction of the adjacent sleeve (2). 8 . Elastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung ( 10 ) aus dem gleichen Elastomermaterial wie der die Hülsen ( 2 ) umgebende Teil ( 6 ) der Elastomersäulen ( 4 ) besteht.8th . Elastic shaft coupling according to Claims 1 to 7, characterized characterized in that the elevation (10) made of the same elastomer material as the the sleeves (2) surrounding part (6) of the elastomer columns (4) consists. 9 . Elastische Wellenkupplung nach:den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich, in Umfangsrichtung gesehen, zwischen den Elastomermaterialien ( 6 ) niederiger Elastizität ein relativ dünnwandiger Verbindungssteg (12 ) erstreckt.9. Elastic shaft coupling according to: Claims 1 to 6, characterized characterized in that, seen in the circumferential direction, between the elastomer materials (6) low elasticity a relatively thin-walled connecting web (12) extends. 10 . Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg ( 12 ) ebenfalls aus einem Elastomermaterial niedriger E1astizitUt besteht.10. Elastic shaft coupling according to Claim 9, characterized marked, that the connecting web (12) is also made of an elastomer material of low elasticity consists. tt . Elastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien unterschiedlicher Elastizität durch Vulkanisation rniteinander verbunden sind.dd Elastic shaft coupling according to claims 1 to 10, characterized characterized in that the materials of different elasticity by vulcanization are interconnected.
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