DE3119368A1

DE3119368A1 - Elastische klauenkupplung

Info

Publication number: DE3119368A1
Application number: DE19813119368
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1981-05-15
Publication date: 1983-01-05
Also published as: FR2505953B3; GB2105440B; GB2105440A; FR2505953A1; DE3119368C2

Description

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G 3871 Voith Turbo GmbH & Co. KG

Kennwort: "Nockenringkupplung" Crailsheim

Elastische Klauenkupplung

Die Erfindung geht aus von einer elastischen Klauenkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, bekannt aus dem Buch von Schalitz "Kupplungs-Atlas", 3. Auflage, 1969, z.B. Seiten 39 und 40. Dort ist eine Kupplung dieser Art als "Tschan-Kupplung"" bezeichnet.

Solche elastische Klauenkupplungen dienen zum Verbinden von zwei drehbaren Maschinenteilen, vorzugsweise Wellen. Hierbei kann die Kupplung gewisse, nie ganz vermeidbare Montageungenauigkeiten ausgleichen, z.B. Längs-, Quer- und/oder Winkelverlagerungen der beiden Wellen. Außerdem ist die Kupplung in der Lage, Drehschwingungen und Stöße zu dämpfen. Diese Zwecke sollen erzielt werden, ohne daß die Kupplung Axialkräfte auf die zu verbindenden Wellen ausübt.

Die Erfindung befaßt sich vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, mit derjenigen Klauenkupplung/ deren elastische Elemente eine kreiszylindrische oder tonnenartige Grundform aufweisen, bei denen also der Querschnitt der elastischen Elemente - in Richtung der Kupplungsachse gesehen - im wesentlichen kreisförmig ist. Außerdem sind die elastischen Elemente in der Regel in ihrem radial inneren Bereich zu einem sogenannten Nockenring verbunden.

Die eingangs erwähnte bekannte Kupplung hat sich im allgemeinen bewährt. Man beobachtet jedoch in manchen Anwendungsfällen, insbesondere bei hoher mechanischer Belastung", daß die elastischen Kupplungselemente verhältnismäßig rasch verschleißen und gegen neue ausgewechselt werden müssen. Aus der DE-AS 19 39 410 sind Maßnahmen bekannt geworden, durch die die Lebensdauer der elastischen Kupplungselemente erhöht werden soll. Man hat dort das Problem durch eine besondere Formgebung der Klauen der beiden Kupplungshälften zu lösen versucht.

In der DE-AS ist angegeben, durch diese Gestaltung der Klauen erfolge keine nennenswerte Relativbewegung zwischen den Mantelflächen der elastischen Kupplungselemente und den gekrümmten Flanken der Klauen. Folglich trete während des Betriebes zwischen "diesen Teilen praktisch keinerlei Reibung auf. Außerdem ist angegeben, der Werkstoff der elastischen Kupplungselemente könne nicht an den äußeren Rändern der Klauen herausgequetscht werden oder zwischea. den Rändern eingequetscht werden. Diese Angaben scheinen mit gewissen praktischen Erfahrungen nicht in Einklang zu stehen. Zumindest lassen die Lebensdauer-Werte der elastischen Kupplungselement^ immer noch zu wünschen übrig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebene elastische Klauenkupplung dahingehend auszubilden, daß die elastischen Kupplungselemente eine deutlich verbesserte Lebensdauer aufweisen, selbst bei hoher Belastung der Kupplung.

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Diese Aufgabe wird durch die im-Anspruch 1 angegebene Bauweise gelöst. Danach weisen die elastischen Kupplungselemente, in Richtung der Kupplungsdrehachse gesehen, nicht mehr den vollen,Vorzugs kreisförmigen Querschnitt auf. Vielmehr haben sie an ihrem Umfang gewisse Abflachungen, die unterschiedlich geformt sein können, wie weiter unten beschrieben ist. Die Abflachungen können auch an unterschiedlichen Stellen des Umfanges vorgesehen werden. Jedoch hat es sich besonders bewährt, im radial äußeren Bereich jedes elastischen Kupplungselementes eine solche Abflachung vorzusehen, also dort, wo bisher die Gefahr bestand, daß das Material des elastischen Kupplungselements zwischen den äußeren Rändern der Kupplungsklauen gequetscht wird. Anscheinend wird durch Wegnahme von Material die Spannung in dem genahnten Bereich des elastischen Kupplungselementes vermindert. Jedenfalls konnte in Versuchen eine deutliche Erhöhung der Lebensdauer der elastischen Kupplungselemente festgestellt werden. Dieser Erfolg stellt sich ein unabhängig davon, ob die kreisbogenförmigen Flanken der Klauen im unbelasteten Zustand der Kupplung konzentrisch zu den elastischen Kupplungselementen angeordnet sind oder ob man die spezielle Klauenform gemäß DE-AS 19 39 410 wählt.

Eine Wirkung in dem genannten Sinne ergibt sich auch dann, wenn die elastischen Kupplungselemente in ihren den Klauen zugewandten Seiten, d.h. im tragenden Bereich, Abflachungen aufweisen. Hierdurch kann zusätzlich die Drehnachgiebigkeit und die Federcharakteristik der elastischen Kupplung gezielt beeinflußt werden. Es kann somit auch zweckmäßig sein, sowohl im radial äußeren Bereich als auch im tragenden Bereich der elastischen Kupplungselemente Abflachungen vorzusehen.

Eine noch weitere Erhöung der Lebensdauer-Werte kann dadurch erzielt werden, daß die Kupplungselemente auch noch an ihren den Scheibenflächen der beiden Kupplungshälften zugewandten Stirnseiten Abschrägungen, Vertiefungen oder dergleichen aufweisen.

31193B8.

Diese Maßnahme hat den zusätzlichen Effekt, daß die bisher bei hohen Belastungen auftretenden Axialkräfte deutlich vermindert werden können. Durch Wegnahme von Material an den genannten Stirnseiten wird anscheinend erreicht, daß die elastischen Kupplungselemente unter Belastung sich nicht mehr in axialer Richtung ausbauchen, sodaß sie nicht mehr, oder jedenfalls in geringerem Maße als bishei Axialkräfte auf die Scheibenflächen der Kupplungshälften ausüben.

Obwohl gemäß der Erfindung an einer Stelle oder an mehreren Stellen jedes elastischen Kupplungselementes gegenüber den herkömmlichen Bauformen Material entfernt - wird, bleibt die mechanische Belastbarkeit der Kupplung im wesentlichen unverändert. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ergibt sich-sogar eine höhere Belastbarkeit der Kupplung. In jedem Falle wird, wie schon erwähnt, die Lebensdauer der elastischen Kupplungselemente deutlich verbessert. Zugleich erreicht man in gewissen Grenzen eine Erhöhung der Drehnachgiebigkei.t der Kupplung. Schließlich wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen das Gewicht der elastischen Kupplungselemente und damit der Materialaufwand vermindert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Figur 1 eine elastische Klauenkupplung in einem Längsschnitt nach Linie I-I der Figur 2;

Figur 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Figur-1;

Figuren 3 bis 5 verschiedene einzelne Kupplungselemente, jeweils in einer Ansicht entsprechend"der Figur 2;

Figur 6 ein Längsschnitt nach der Linie VI-VI der Figur 5.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte elastischen Klauenkupplung hat zwei Kupplungshälften 10 und 20. Die eine Kupplungshälfte 10 hat drei Klauen 11 und die Kupplungshälfte 20 drei entsprechende Klauen 21. Die Klauen 11, 21 erstrecken sich in axialer Richtung, von den einander zugekehrten Scheibenflächen der beiden Kupplungshälften 10 und 20, wobei sie wechselweise ineinander greifen.

Die einander zugekehrten Flanken von zwei benachbarten Klauen 11,21 haben, in Richtung der Kupplungsdrehachse gesehen (Figur 2) die Form von Teilen eines Kreisbogens. Im unbelasteten Zustand der Kupplung können die Mittelounkte zweier benachbarter Kreisbogen-Flanken zusammenfallen. Jedoch sind auch hiervon abweichende Formen möglich.

Zwischen die Klauen 11, 21 sind sechs elastische Kupplungselemente 30 eingesetzt; deren Grundform ist gemäß Figur 2 ein Kreiszylinder· Sie sind jedoch in ihrem radial inneren Bereich an_einen Ring 31 angewachsen. Außerdem weisen sie in ihrem radial äußeren "Bereich eine ebene Abflachung 32 auf. An den beiden Stirnseiten haben sie je eine konkave Vertiefung 33.

Gemäß Figur 3 kann die im radial äußeren Bereich vorgesehene Abflachung 34 anstelle einer flachen eine konvexe Form haben. Eine weitere Variante ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Dort hat die radial außen angeordnete Abflachung 35 eine konkave Form.

Gemäß Figur 4 kann anstelle der radial außen angeordneten Abflachung im tragenden Bereich je eine Abflachung 36 vorgesehen werden. Auch diese Abflachungen können unterschiedliche Formen aufweisen, z.B. eben, oder konvex oder konkav. Abflachungen dieser Art können auch zusätzlich zu den im radial äußeren Bereich angeordneten Abflachungen vorgesehen werden.

Gemäß Figur 6 können die elastischen Kupplungselemente abgeschrägte Stirnseiten 37 aufweisen. Diese Abschrägungen können, im Längsschnitt gesehen,eben sein (entsprechend Figur 6) oder konvex oder konkav. Das in den Figuren 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel hat zusätzlich zu den genannten Abschrägungen 37 noch konkave Vertiefungen 38, die den Vertiefungen 33 des Ausführungsbeispieles nach Figur 1 und 2 entsprechen.

Bei den dargestellten Ausführungsformen der elastischen
Kupplungselemente ist von einer rein zylindrischen Grundform
ausgegangen worden. Stattdessen kann aber auch eine tonnenartige (ballige) Grundform gewählt werden, oder man sieht an den beiden Enden der zylindrischen Grundform konische Verjüngungen vor.

Die Erfindung ist ferner anwendbar bei Querschnittsformen der
elastischen Kupplungselemente,·· die von einem Kreis grundsätzlich abweichen. So kann das einzelne elastische Kupplungselement z.B. auch die Form eines Zahnes mit"Evolventen-Flanken"aufweisen. Wenn hierbei die Kupplungselemente wieder an einen Ring "angewachsen" sind, bilde« sie ingesamt einen Zahnring.

Die Anzahl der elastischen Kupplungselement^ und dementsprechend der Klauen kann selbstverständlich abweichend von Figur 2 auch
kleiner oder größer als sechs sein.

14.05.1981
Sh/ss

Claims

Patentansprüche

fl.yElastische Klauenkupplung mit zwei &cheibenartigen Kupplungshälften, deren einander zugewandte Scheibenflächen Klauen aufweisen, die wechselweise ineinander greifen, wobei zwischen je zwei einander gegenüber liegenden Flanken der Klauen ein elastisches Kupplungselement eingesetzt ist und wobei - in Richtung der Kupplungsdrehachse gesehen - die Form der Flanken im wesentlichen der Querschnittsform der elastischen Kupplungselemente entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Kupplungselemente

vorzugsweise
(3o) - in Richtung der Kupplungsdrehachse gesehen und ausgehend von derjenigen Querschnittsform, die im wesentlichen der Form der Flanken entspricht - Abflachungen (32; 34; 35; 36) aufweisen,

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen (32; 34; 35) im radial äußeren Bereich der Kupplungselemente (30) vorgesehen sind.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen (36) in den seitlichen, den Klauen zugewandten Bereichen der Kupplungselemente vorgesehen sind.

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4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abflachungen (32; 34; 35; 36) sowohl im radial äußeren Bereich als auch in den seitlichen, den Klauen zugewandten Bereichen der Kupplungselemente vorgesehen sind.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente (30) an ihren den Scheibenflächen zugewandten Stirnseiten Vertiefungen (33; 38) aufweisen.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 b_is 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente an ihren den Scheibenflächen zugewandten Stirnseiten Abschrägungen (37) aufweisen, so daß'ihre axiale Länge im radial äußeren Bereich kleiner ist als im radial inneren Bereich.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundform des Querschnitts der Kupplungselemente (30) - in Richtung der Kupplungsdrehachse gesehen - im wesentlichen ein Kreis ist.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen elastischen Kupplungselemente (30) in ihrem radial inneren Bereich zu einen Nockenring verbunden sind.

14.05.1981
Sh/ss