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Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung mit wenigstens
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einem, den inneren und äußeren Kupplungsteil verbindenden Zwischenring
aus elastischem Material wie Elastomere oder dergleichen, der an seiner inneren
und äußeren Mantelfläche mit zahnartigen Erhebungen in Ausnehmungen am inneren und
äußeren Kupplungsteil formschlüssig gehalten ist.
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Eine Wellenkupplung dieser Art ist aus der DE-PS 373 687 bekannt.
Infolge der Elastizität des Zwischenrings besteht bei einer solchen Wellenkupplung
bei Belastung die Gefahr, daß die zahnartigen Erhebungen aus den Ausnehmungen an
den starren Kupplungsteilen, insbesondere am inneren Kupplungsteil, herausrutschen.
Um dieser Gefahr zu begegnen, ist es bekannt, den elastischen Zwischenring mit der
inneren Supplungsnabe mechanisch zu verbinden. Hierdurch geht aber ein wesentlicher
Teil der zur Verfügung stehenden Länge des elastischen Zwischenrings für die Elastizität
der Kupplung verloren. In einem anderen Fall hat man zu diesem Zweck-an der Kupplungsnabe
Stützringe angebracht, die die zahnartigen Erhebungen abdecken. Durch eine solche
Maßnahme wird zwar das Herausspringen der Erhebungen erschwert, aber es besteht
die Gefahr, daß die Erhebungen infolge der geringen Querschnitte bei starken Belastungen
abgeschert werden.
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Im Hinblick auf die geschilderten Schwierigkeiten ist auch bereits
vorgeschlagen worden, an dem elastischen Zwischenring an seiner äußeren und inneren
Mantelfläche metallische Zahnkränze zu befestigen, z.B. durch Vulkanisieren. Auch
diese Entwicklungen haben bisher zu keinem befriedigenden Ergebnis geführt.
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Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen. Sie zielt darauf ab, bei
einer Wellenkupplung mit einem elastischen Zwischenring diesen so auszugestalten,
daß die vorerwähnten Schwierigkeiten und Unzulänglichkeiten vermieden werden,
aber
dennoch die ganze radiale Ausdehnung des elastischen Zwischenringes für die Drehmomentübertragung
zur Verfügung steht und darüber hinaus der Zwischenring als Ganzes in den Ringraum
zwischen innerem und äußerem Kupplungsteil einsteckbar ist.
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Ausgehend von einer Wellenkupplung in der eingangs beschriebenen Art
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Zwischenring in der Umfangsrichtung
aufeinanderfolgende, in radialen Axialebenen liegende Federbleche einvulkanisiert
sind, deren innere Enden gegenüber der inneren zylindrischen Mantelfläche des Zwischenrings
überstehen und in Ausnehmungen im inneren Kupplungsteil formschlüssig eingreifen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind im Zwischenring
zwischen den an der inneren Mantelfläche überstehenden Federblechen weitere Federbleche
einvulkanisiert, die mit Abstand von der inneren Mantelfläche beginnen und mit ihren
äußeren Enden in die Ausnehmungen zwischen benachbarten Erhebungen am äußeren Kupplungsteil
hineinragen.
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Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die unterschiedlichen Federbleche
in der Umfangsrichtung miteinander abwechseln.
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Eine Ausführung mit zusätzlichen Federblechen, die mit ihren äußeren
Enden in die Ausnehmungen am äußeren Eupplungsteil hineinragen, ist besonders für
Wellenkupplungen zur Übertragung größerer Leistungen geeignet.
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Es ist vorteilhaft, die Federbleche lamellenartig auszubilden und
hinsichtlich ihrer axialen Länge der Axiallänge des elastischen Zwischenrings anzupassen.
Es kann aber auch zweckmäßig sein, die Federbleche an den Stirnseiten des Zwischenrings
überstehen zu lassen, so daß sie zugleich die Funktion eines Ventilatorrads erfüllen
und somit zur besseren Ableitung der im Innern der Wellenkupplung entstehenden Wärme
beitragen.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die am inneren
Umfang des Zwischenrings radial überstehenden Enden der Federbleche mit einem Überzug
aus elastischem Material, z.B. dem Material des Zwischenrings, überzogen.
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Zur zusätzlichen Verstärkung der Federbleche im Bereich der Einspannkanten
am inneren Kupplungsteil kann es vorteilhaft sein, zu beiden Seiten eines Federbleches
jeweils die Einspannkanten im inneren Kupplung steil überdeckende Verstärkungsbleche
einlagig oder mehrlagig anzuordnen, so daß in diesem Bereich eine Art Blattfeder
gebildet wird. Hierbei ist es zweckmäßig, die Verstärkungsbleche in ihrer radialen
Länge entsprechend einem Träger gleicher Festigkeit von innen nach außen abzustufen.
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Um die an der inneren Mantelfläche des elastischen Zwischenrings überstehenden
Federbleche in ihrer Lage zu arretieren, ist es von Vorteil, die überstehenden Enden
mit axial vorstehenden Ansätzen oder Verbreiterungen auszustatten, die auf jeder
Stirnseite des Zwischenrings von einem Haltering umschlossen sind, der an seiner
äußeren Stirnseite åeweils in einen nach innen gerichteten Flansch übergeht, der
kraft- oder formschlüssig auf einem zylindrischen Ansatz am inneren Kupplungsteil
gehalten ist, z.B. indem er mit einem Innengewinde auf ein Außengewinde am inneren
Supplungsteil aufgeschraubt ist oder durch einen Sprengring in seiner Lage gehalten
wird. Damit wird zugleich ein eventuelles radiales Auswandern der Federbleche durch
die Fliehkrafteinwirkung verhindert.
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Bei der Wellenkupplung nach der Erfindung sind an der inneren Mantelfläche
des elastischen Zwischenrings keine Erhebungen aus dem elastomeren Material vorgesehen.
Stattdessen greifen hier Federbleche mit ihren gegenüber der Mantelfläche überstehenden
Enden unmittelbar in Ausnehmungen im inneren Kupplungsteil formschlüssig ein. Damit
ist eine
zuverlässige drehfeste Verbindung des Zwischenrings mit
dem inneren Kupplungsteil gegeben und zugleich eine volle Inanspruchnahme der radialen
Ausdehnung des Zwischenrings für die Ausnutzung seiner Elastizität gewährleistet.
Darüber hinaus, hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß die bei Wechselbeanspruchungen
im Innern des Zwischenrings entstehende Wärme zum inneren Kupplungsteil besser abgeführt
werden kann.
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Soweit zusätzliche Federbleche bis in die Ausnehmungen am äußeren
Kupplungsteil hineinragen, sind die Erhebungen des elastischen Zwischenrings gegen
ein Herausrutschen aus diesen Ausnehmungen gesichert, was für stark beanspruchte
Wellenkupplungen von Vorteil ist.
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Bei beiden Ausführungsformen bildet der elastische Zwischenring mit
den einvulkanisierten Federblechen ein einheitliches Bauelement, welches als Ganzes
in axialer Richtung in den freien Ringraum zwischen dem äußeren und dem inneren
Kupplungsteil einsteckbar ist. Eine solche Möglichkeit ist im Hinblick auf eine
einfache und schnelle Montage sowie Demontage sehr erwünscht. Was die Beeinflussung
der Elastizität des Zwischenrings anbelangt, so kann diese zum einen durch die Wahl
des elastischen Materials und zum anderen durch die rein formmäßige Bemessung und
auch durch die Wahl des Werkstoffs der Federbleche in weiten Grenzen variiert und
damit unterschiedlichen Bedarfsfällen angepaßt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigt: Figur 1 einen Halb-Querschnitt- einer Wellenkupplung mit
einem elastischen Zwischenring in zwei Ausführungsarten hinsichtlich der Ausgestaltung
der Federbleche,
Figur 2 einen Axialschnitt der Wellenkupplung in
der Ebene der Linie I-I der Fig. 1 und Figur 3 als Ausschnitt einen Querschnitt
im Bereich einer Ausnehmung im inneren Kupplungsteil für ein Federblech mit seitlichen
Verstärkungsblechen.
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Bei dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel einer
Wellenkupplung ist der äußere Kupplungsteil 1 als Hohlzylinder und der innere Kupplungsteil
2 als Nabe ausgebildet, die konzentrisch im äußeren Kupplungsteil 1 angeordnet und
mit diesem durch einen den Ringraum ausfüllenden Zwischenring 3 aus elastischem
Material verbunden ist. Der äußere Kupplungsteil 1 enthält an seiner inneren Mantelfläche
mit gleichen Abständen aufeinanderfolgende achsparallele Erhebungen 4, die bei dem
Ausführungsbeispiel eine abgerundete Oberfläche haben, aber ebensogut auch ein anderes
Profil aufweisen können. Zwischen äe zwei Erhebungen 4 ist jeweils eine in axialer
Richtung durchgehende Ausnehmung 5 vorhanden.
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Fig. 1 zeigt in der linken Hälfte des Halbschnittes eine erste Ausführungsform,
bei der im Zwischenring 3 in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, in radialen
Axialebenen sich erstreckende Federbleche 7 einvulkanisiert sind, die auf die Erhebungen
4 zulaufen, aber mit Abstand vor diesen enden. Die inneren Enden der Federbleche
7 stehen gegenüber der inneren Mantelfläche des Zwischenrings 3 über und greifen
in Ausnehmungen 8 im inneren Kupplungsteil 2 formschlüssig ein. Die überstehenden
Enden können einen Überzug aus dem gleichen Naterial wie der elastische Zwischenring
3 aufweisen.
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Eine zweite Ausführungsform ist in der rechten Hälfte der Fig. 1 dargestellt.
Hier ist zwischen zwei benachbarten Federblechen 7 jeweils ein weiteres Federblech
6 im Zwi-
schenring 3 einvulkanisiert. Die Federbleche 6 dieser
zweiten Gruppe erstrecken sich mit ihren äußeren Enden etwa bis zum Grund einer
Ausnehmung 5 zwischen zwei benachbarten Erhebungen 4 des äußeren Kupplungsteils
1. Am entgegengesetzten radialen Ende enden die Federbleche 6 mit Abstand vor der
inneren Mantelfläche des Zwischenrings 3.
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Fig. 3 zeigt die Anwendung von zusätzlichen Verstärkungsblechen 9
im Bereich der Einspannkanten der Ausnehmung 10 im inneren Kupplungsteil 2. Wie
dargestellt, sind zu beiden Seiten des Federbleches 7 je zwei Verstärkungsbleche
9 mit unterschiedlichen radialen Längen vorgesehen, wobei die radiale Länge von
der Mitte nach außen jeweils abnimmt.
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Bei dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel hat
der Zwischenring 3 in der axialen Querschnittebene eine nach außen sich veråüngende
Trapezform. Diese Form ergibt sich aus der mit zunehmendem Durchmesser abnehmenden
Kraftbelastung. Der Querschnitt kann ebensogut anders geformt sein, z.B. rechteckig
oder quadratisch. Die Federbleche 6, 7 erstrecken sich über die ganze axiale Länge
des Zwischenrings 3, d.h. ihre Umrißform stimmt mit der Querschnittsform des Zwischenrings
überein.
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Bei den Federblechen 7 weisen die überstehenden Enden 8 axial vorstehende
Ansätze 12 auf, die an åeder Stirnseite von einem Haltering 13 umschlossen sind,
der an seiner äußeren Stirnseite jeweils in einen nach innen gerichteten Flansch
14 übergeht. An der inneren Mantelfläche des Flansches 14 ist ein Innengewinde angebracht,
mittels dessen der Flansch 14 auf ein Außengewinde auf der Nabe des inneren Kupplungsteils
2 aufgeschraubt ist. Das Außengewinde befindet sich auf einem Ansatz 15 mit verringertem
Durchmesser, so daß am Ende dieses Ansatzes eine Ringschulter 16 vorhanden ist.
Diese Ringschulter 16 dient als Anschlagfläche für den aufgeschraubten Haltering
13, der entweder
durch den erzeugten Reibungsschluß zwischen Flansch
14 und Ringschulter 16 oder durch zusätzliche Sicherungselemente arretiert wird.
Anstelle einer Gewindeverbindung kann ebensogut eine andere Verbindungsart benutzt
werden, z.B.
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ein Sprengring oder dergleichen.
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