DE3142023C1

DE3142023C1 - Drehelastische,hydraulisch daempfende Kupplung

Info

Publication number: DE3142023C1
Application number: DE3142023A
Authority: DE
Inventors: Arno Dipl.-Ing. 6944 Hemsbach Hamaekers
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1981-10-23
Filing date: 1981-10-23
Publication date: 1983-04-14
Also published as: IT8223896A0; FR2515291A1; GB2108240A; GB2108240B; IT1152949B; FR2515291B1; IT8223271V0

Description

Dämpfung nutzbare Verlustvolumina — verhältnismäßig gering und darüber hinaus nicht genau bestimmbar ist. Zusätzlich können hier am Gummi-Federelement Schrumpf- und Zugspannungen auftreten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß sich bei einfacher Fertigung und geringem Montageaufwand genau definierte Kammerverhältnisse und ein großes spezifisches Pumpvolumen erzielen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Gummielement aus zwei scheibenförmigen, jeweils mit den Mitnehmern eines Flansches durch Vulkanisation verbundenen Teilen, über die die Mitnehmer etwa mit der Hälfte ihrer Länge hinausragen, besteht, daß jedes Gummiteil zwischen den mit ihm verbundenen Mitnehmern zumindest teilweise mit Blech armierte Sacklöcher zur steckbaren Aufnahme der Mitnehmer des anderen Flansches aufweist, daß die Kammern für die Dämpfungsflüssigkeit durch sacklochartige, sich gegenüberliegende Ausnehmungen zwischen den Mitnehmern und den Sacklöchern der beiden Gummiteile gebildet sind und daß jedes Sackloch-Blech eines Flansches mit einem Mitnehmer des anderen Flansches unter dichtender Verformung der einander zugewandten Stirnflächen der beiden Gummiteile verbindbar ist

Eine derart ausgebildete Kupplung besitzt ein frei verformbares Gummielement, das genau bestimmbare Kammerverhältnisse ohne Verlustvolumina ergibt und ein spezifisch großes Pumpvolumen sowie eine damit verbundene hohe Dämpfung sicherstellt. Die Montage ist einfach durchzuführen; Schrumpf- und Zugspannungen sind bei dieser Kupplung weitgehend ausgeschlossen.

Dadurch, daß die Sacklöcher und die Mitnehmer an ihren radial nach außen gerichteten Enden einen trapezförmig, nach außen sich vergrößernden Endquerschnitt aufweisen, kann die Pumpwirkung und damit auch die Dämpfung verstärkt werden. Dazu trägt auch bei, daß die Außenwandung der beiden Gummiteile im Bereich der Kammern nach innen gewölbt ist

Zur Vermeidung von Schrumpf- und Zugspannungen des Gummielementes bzw. der beiden Gummiteile trägt auch bei, daß der radiale Abstand zwischen den Mitnehmern kleiner ist als der radiale Abstand zwischen den der Achse zugewandten Flächen der Sacklöcher. Dies ergibt bei der Montage eine Vorspannung der Gummiteile.

Eine zentrale, durchgehende Öffnung in den beiden Gummiteilen gewährleistet, daß die bei einer kardanischen Belastung der Kupplung entstehenden Spannungen abgebaut werden können.

Eine einfache Verbindung der beiden Gummiteile läßt sich dadurch erreichen, daß die Sackloch-Bleche mit den Mitnehmern durch Schrauben verbunden sind. Um dabei die Ausnehmungen und die Sacklöcher bzw. Mitnehmer abzudichten, weisen die beiden Gummiteile an ihren einander zugewandten Stirnflächen die Mitnehmer, die Sacklöcher und die Ausnehmungen umschließende Dichtlippen auf, die bei der Verschraubung verformt werden. Diese Abdichtung kann aber auch eine entsprechende Verspannung bei der Verbindung der beiden Gummiteile erzielt werden.

Dadurch, daß die beiden Flansche mit ihren Mitnehmern und dem Gummiteil vollkommen gleich ausgebildet sind, wird der Herstellungsaufwand für die Kupplung verringert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Aufrißdarstellung einer Hälfte einer Kupplung nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Kupplung der F i g. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II und

Fig.3 einen Schnitt durch eine zusammengebaute Kupplung entsprechend der Darstellung der F i g. 2. ίο Die in der Fig.3 im zusammengebauten Zustand gezeichnete Kupplung besteht aus zwei vollkommen gleich ausgebildeten Kupplungshälften 1, 2 gemäß den Fig. 1 und 2. Jede Kupplungshälfte 1, 2 ist dabei aus einem nabenförmigen Flansch 3 gebildet, mit dem dieselben auf den Enden zweier nicht dargestellter Wellen befestigbar sind. Für diesen Zweck ist der Flansch 3 mit einer Bohrung 4 versehen, in die ein Wellenende eingesteckt werden kann. Der Flansch 3 trägt in diesem Ausführungsbeispiel vier gleichmäßig über seinen Umfang verteilte, axial verlaufende Mitnehmer 5, die beispielsweise einstückig mit dem Flansch 3 gefertigt sind. Der Querschnitt der Mitnehmer 5 ist normalerweise als schmales, sich in radialer Richtung erstreckendes Rechteck ausgebildet, an das sich in diesem Beispiel radial nach außen ein vergrößerter, trapezförmiger Endquerschnitt 6 anschließt In jedem Mitnehmer 5, zumindest aber in den Mitnehmern 5 eines Flansches 3 ist eine Drosselbohrung 7 vorgesehen.

Mit geringem Abstand von dem Flansch 3 sind die Mitnehmer 5 von einem scheibenförmigen Gummiteil 8 umschlossen, das sich etwas mehr als über die Hälfte der Länge der Mitnehmer 5 erstreckt und mit diesen durch Vulkanisation verbunden ist Das scheibenförmige Gummiteil 8 weist eine zentrale Bohrung 9 auf. Mittig zwischen jeweils zwei Mitnehmern 5, also um 45° gegenüber den Mitnehmern 5 versetzt, sind in das Gummiteil 8 — von der dem Flansch 3· abgewandten Stirnfläche 10 des Gummiteiles 8 ausgehend — vier Sacklöcher 11 eingearbeitet, die mit geringem Abstand vor der dem Flansch 3 zugewandten Stirnseite des Flansches 3 enden und deren Anordnung und Querschnitt der Anordnung und dem Querschnitt der Mitnehmer 5 entspricht. Dadurch ist es möglich, daß die Sacklöcher 11 die freien Enden der Mitnehmer 5 der anderen Kupplungshälfte 1 bzw. 2 aufnehmen können. Um dabei, insbesondere während des Betriebes, eine Reibung zwischen der Wandung der Sacklöcher 11 und den Mitnehmern 5 auszuschließen, sind die Sacklöcher

so 11 zumindest teilweise mit einem Blech 12 armiert. Die Bleche 12 sind mit dem Gummiteil 8 durch Vulkanisation verbunden und besitzen in ihrer Grundfläche eine axial verlaufende Bohrung 13, auf deren Zweck weiter unten noch eingegangen wird.

Zwischen den Sacklöchern 11 und den Mitnehmern 5 befindet sich in dem scheibenförmigen Gummiteil 8 jeweils eine sacklochartige Ausnehmung 14, die an der dem Flansch 3 abgewandten Stirnfläche 10 offen und an der anderen Stirnfläche geschlossen ist. Zwischen diesen Ausnehmungen 14 und den Mitnehmern 5 bzw. den Sacklöchern 11 bleibt eine verhältnismäßig dünne Wandung 15 erhalten, und die Ausnehmungen 14 besitzen annähernd dreieckförmigen Querschnitt In die Wandungen 15 sind Aussparungen 16 eingearbeitet, die bei eingeschobenen bzw. eingesteckten Mitnehmern 5 der anderen Kupplungshälfte 1 bzw. 2 mit den dort vorgesehenen Drosselbohrungen 7 fluchten. In der F i g. 1 ist im Bereich von zwei Ausnehmungen 14 die

Außenwandung 17 nach innen gewölbt, was eine gewellte Außenfläche des Gummiteiles 8 ergibt.

An den freien einander zugewandten Stirnflächen 10 sind Dichtlippen 18 vorgesehen, die sowohl die Mitnehmer 5 als auch die Sacklöcher 11 und die Ausnehmungen 14 umschließen und die beim Zusammenstecken der beiden Kupplungshälften 1,2, insbesondere zur Abdichtung von jeweils zwei fluchtenden Ausnehmungen 14, dienen (F i g. 2 und 3). Im zusammengesteckten Zustand liegen die Bleche 12 bei gleichzeitiger dichtender Verformung der Dichtlippen 18 an den Mitnehmern 5 an. Diese Lage wird dadurch gesichert, daß durch die Bohrungen 13 der Bleche 12 Schrauben 19 gesteckt werden, die jeweils eine Gewindebohrung 20 in den Mitnehmern 5 aufnimmt.

Es ist zweckmäßig, den radialen Abstand zwischen den Mitnehmern 5 etwas kleiner als den radialen Abstand zwischen den Sacklöchern 11 zu halten, so daß

das Gummiteil 8 beim Einstecken der Mitnehmer 5 in diese Sacklöcher 11 geringfügig in radialer Richtung vorgespannt wird. Bei diesem Zusammenstecken, das in einem Behälter mit Dämpfungsflüssigkeit unterhalb des Flüssigkeitsspiegels erfolgt, werden auch die freien Innenräume, insbesondere die Ausnehmungen 14, der beiden Gummiteile 8, die eine Kammer 21 bilden, mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt.

Bei einer Verdrehung der Kupplungshälften 1, 2 gegeneinander wird eine über die andere Kammer 21 verkleinert, während sich die anderen Kammern 21 vergrößern. Dabei erfolgt über die Drosselbohrungen 7 ein Flüssigkeitsaustausch, der durch die trapezförmigen Endquerschnitte der Sacklöcher 11 und der Mitnehmer 5 sowie gegebenenfalls durch die nach innen gewölbte Außenwandung 17 — dies bewirkt eine Verstärkung des Pumpeffektes — in vorteilhafter Weise beeinflußt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Drehelastische, hydraulisch dämpfende Kupplung, bestehend aus zwei im Abstand voneinander auf Wellen befestigbaren Flanschen (3), mit jeweils mindestens drei ineinander eingreifenden Mitnehmern (5), einem die Mitnehmer (5) kraft- und formschlüssig umschließenden Gummielement mit zwischen den Mitnehmern (5) gebildeten und mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Kammern (21) sowie aus in den Mitnehmern (5) mindestens eines Flansches (3) eingearbeiteten Drosselöffnungen (7), über die die zu beiden Seiten dieser Mitnehmer (5) befindlichen Kammern (21) miteinander in Strömungsverbindung gehalten sind, dadurch ge-i5 kennzeichnet, daß das Gummielement aus zwei scheibenförmigen, jeweils mit den Mitnehmern (5) eines Flansches (3) durch Vulkanisation verbundenen Teilen (8), über die Mitnehmer (5) etwa mit der Hälfte ihrer Länge hinausragen, besteht, daß jedes Gummiteil (8) zwischen den mit ihm verbundenen Mitnehmern (5) zumindest teilweise mit Blech (12) armierte Sacklöcher (11) zur steckbaren Aufnahme der Mitnehmer (5) des anderen Flansches (3) aufweist, daß die Kammern (21) für die Dämpfungsflüssigkeit durch sacklochartige, sich gegenüberliegende Ausnehmungen (14) zwischen den Mitnehmern (5) und den Sacklöchern (11) der beiden Gummiteile (8) gebildet sind und daß jedes Sackloch-Blech (12) eines Flansches (3) mit einem Mitnehmer (5) des anderen Flansches (3) unter dichtender Verformung der einander zugewandten Stirnflächen (10) der beiden Gummiteile (8) verbindbar ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (11) und die Mitnehmer (5) an ihren radial nach außen gerichteten Enden einen trapezföfjnignach außen sich vergrößernden Endquerschmtt £6)_vacufweisen.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen den Mitnehmern (5) kleiner ist als der radiale Abstand zwischen den der Achse zugewandten Flächen der Sacklöcher (11).

4. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüehe 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiteile (8) eine zentrale, durchgehende Öffnung (9) aufweisen.

5. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- 5" wandung (17) der Gummiteile (8) im Bereich der Kammern (21) nach innen gewölbt ist.

6. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1—5_L dadurch gekennzeichnet, daß die Sackloch-Bleche (12) mit den Mitnehmern (5) durch Schrauben (19) verbunden sind.

7. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Stirnflächen (10) der beiden Gummiteile (8) mit die Mitnehmer (5), die Sacklöcher (11) und die Ausnehmungen (14) umschließenden Dichtlippen (18) oder nach außen gerichteten Wölbungen versehen sind.

8. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flansche (3) mit den Mitnehmern (5) und dem Gummiteil (8) gleich ausgebildet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehelastische, hydraulisch dämpfende Kupplung, bestehend aus zwei im Abstand voneinander auf Wellen befestigbaren Flanschen mit jeweils mindestens drei ineinander eingreifenden Mitnehmern, einem die Mitnehmer kraft- und formschlüssig umschließenden Gummielement mit zwischen den Mitnehmern gebildeten und mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Kammern sowie aus in den Mitnehmern mindestens eines Flansches eingearbeiteten Drosselöffnungen, über die die zu beiden Seiten dieser Mitnehmer befindlichen Kammern miteinander in Strömungsverbindung gehalten sind.

Aus der DE-AS 27 17 170 ist eine drehelastische, hydraulisch dämpfende Kupplung bekannt, bei der an zwei mit Abstand voneinander angeordneten und mit einem Flansch versehenen Nabenkörpern jeweils vier abgekröpfte, als Mitnehmer wirkende Speichen befestigt sind, die mit Abstand voneinander ineinandergreifen. In den freien Raum zwischen zwei Speichen, die jeweils einem der sich gegenüberliegenden Nabenkörper zugeordnet sind, sind gleich ausgebildete Gummielemente unter Vorspannung eingesetzt und mit den Speichen verbunden, die zwei durch eine Stützwand getrennte, gegen die Speichen offene Kammern zur Aufnahme von Dämpfungsflüssigkeiten aufweisen. Dabei sind die Gummielemente mit den Stützwänden durch Vulkanisation verbunden. Jeweils die zu beiden Seiten einer Speiche befindlichen Kammern stehen über eine Drosselöffnung in der Speiche miteinander in Verbindung. Bei den mit Drehschwingungen der Kupplung verbundenen elastischen Verformungen der Gummielemente werden die Volumina der Kammern jeweils auf einer Seite der Speichen vergrößert, während sich die anderen Kammern um das gleiche Maß verkleinern. Über die Drosselöffnungen findet dabei eine Umschichtung der Dämpfungsflüssigkeit statt. Die frei wählbaren Drosselquerschnitte erzeugen dabei Dämpfungskräfte, die beispielsweise die Laufruhe einer Maschine sicherstellen und das Entstehen von Resonanzschwingungen verhindern. Durch die Vielzahl der Gummi-Metallteile erfordert diese Kupplung einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand. Dadurch, daß jeweils zwei Gummielemente fest an einer Speiche anvulkanisiert werden können, verringert sich dieser Aufwand nur unwesentlich.

In der DE-OS 29 30 244 ist eine drehelastische, hydraulisch dämpfende Kupplung offenbart, die aus einem auf einer ersten Welle befestigbaren Nabenkörper und einem denselben mit radialem Abstand umschließenden Außenteil besteht, das über einen Deckel mit einer zweiten Welle verbunden werden kann. Der Nabenkörper trägt vier radial nach außen gerichtete Mitnehmeransätze, die sich mittig zwischen vom Außenteil nach innen ragende Mitnehmerflügel befinden. Dabei sind die Mitnehmeransätze mit den Mitnehmerflügeln durch ein Gummi-Federelement unter gleichzeitiger Bildung von Kammern zwischen den benachbarten Mitnehmern verbunden. Die Kammern sind ebenfalls mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt und stehen über einen Überströmkanal miteinander in Verbindung. Diese Kupplung besitzt zwar einen einfachen Aufbau und ist leicht montierbar, hat aber den Nachteil, daß das spezifische Pumpvolumen pro Winkeleinheit infolge der bei der Verdrehung nicht genau definierbaren Kammerverhältnisse — das Gummi-Federelement ist nicht nur mit den Mitnehmern, sondern auch mit dem Nabenkörper und dem Außenteil durch Vulkanisation verbunden; es entstehen nicht zur