DE3235295A1 - Verbindungsvorrichtung zwischen einer welle und einem schwungrad - Google Patents
Verbindungsvorrichtung zwischen einer welle und einem schwungradInfo
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Description
PRINZ;,
Patentanwälte · European Patent Attorneys 3235295
München Stuttgart
- 3-
23. September 1982
JEUMONT - SCHNEIDER
31-32, Quai de Dion Bouton
31-32, Quai de Dion Bouton
92'€fir P U T E A U X / Frankreich
Unser Zeichen: J 709
Unser Zeichen: J 709
Verbindungsvorrichtung zwischen einer Welle und einem Schwungrad
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zwischen einer Welle und einem drehbaren Teil, das dieselbe Achse
aufweist, z.B. einem Schwungrad.
Die bekannten Verbindungsvorrichtungen weisen im allgemeinen Keile auf, die in Rillen angeordnet sind, die in der
Welle einerseits und in der Bohrung des Schwungrades andererseits angeordnet sind. Diese Rillen verursachen eine
bestimmte Anzahl von Belastungen, die im allgemeinen noch durch die geringen Wirkungsradien erhöht werden. Insbesondere
sind Scherbelastungen zu nennen, die dazu führen, daß teure Werkstoffe mit hoher mechanischer Festigkeit verwendet
werden, die jedoch eine strenge überprüfung im Verlauf der Anwendung erforderlich machen. Eine andere Lösung besteht
darin, die Verbindung mittels zwei Scheiben herzustellen, die jeweils mit einem von zwei Teilen fest verbunden
sind, wobei in den einander zugewandten Flächen der
HD /Gl
Scheiben radiale Rillen angebracht sind, die miteinander zusammenwirken, um die Bewegung zu übertragen. Diese
Scheiben sind jedoch schwierig herzustellen, und die auf die Rillen ausgeübten Kräfte sind bestrebt, die beiden
Scheiben aufeinander gleiten zu lassen. Aufgrund von Deformierungen, die durch die Zentrifugalkraft bedingt
sind, ist auch die Berührung zwischen den beiden Scheiben nicht vollkommen, und die Kräfte werden unregelmäßig auf
die Rillen ausgeübt.
Aus der FR-PS 2 463 322 ist ferner eine Kopplungsvorrichtung bekannt, die aus zwei Platten gebildet ist, von denen
die eine Magneten trägt und die andere aus ferromagnetischem
Material gebildet ist. Diese Platten weisen zur Übertragung des Drehmomentes Zähne auf, bei denen die
Zahnflankenwinkel ausgenutzt werden, um unter der Einwirkung der magnetischen Anzugskraft einen Drehmomentbegrenzer
zu bilden. Eine solche Vorrichtung kann jedoch wegen der hohen zu übertragenden Drehmomente nicht als Verbindungsvorrichtung
zur Verbindung zwischen einer Welle und einem Schwungrad verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieser Mängel mittels einer Vorrichtung, die es ermöglicht, die Ver-Wendung
von Keilen zu vermeiden, und doch eine gleichmäßige mechanische Verbindung gewährleistet»
Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung umfaßt zwei
koaxiale Ringe desselben Durchmessers, von denen der eine
•30 mit der Welle und der andere mit dem drehbaren Teil fest verbunden ist, wobei in den einander zugewandten Flächen
der Ringe radiale zylindrische Ausschnitte, die an ihrem Grunde jeweils mit einer über ihre gesamte Länge verlaufenden
Entlastungsrinne versehen sind, derart angebracht sind, daß sie die Aufnahme für eine Mehrzahl von zylindrischen
Zapfen bilden, über welche die Drehbewegung übertragen wird, ohne hohe Axialbelastungen zwischen der Welle
und dem drehbeweglichen Teil zu erzeugen, das automatisch zentriert wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen . Verbindungsvorrichtung;
Fig. 2 einen axialen Teilschnitt derselben Vorrichtung
in Anwendung auf die Verbindung einer Welle mit
einem Schwungrad; und
15
15
Fig. 3 einen axialen Teilschnitt derselben Vorrichtung
in Anwendung auf die Verbindung zwischen einer
Welle und einem Pumpenrad.
Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Verbindungsvorrichtung
umfaßt im wesentlichen zwei Ringe 1, 2, von denen der eine mit der Welle und der andere mit dem
drehbeweglichen Teil verbunden ist, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Diese beiden Ringe können
natürlich einteilig mit der Welle bzw. dem drehbeweglichen Teil ausgebildet sein, wenn dies möglich ist, oder
auch getrennt hergestellt und dann an der Welle bzw. dem drehbeweglichen Teil befestigt werden. Die Welle, die beiden
Ringe und das drehbewegliche Teil sind zueinander koaxial.
In den einander zugewandten Flächen der Ringe sind radiale Ausschnitte 3 angebracht, die jeweils eine Aufnahme für
einen zylindrischen Zapfen 4 bilden, der an den Durch- ^° messer der Ausschnitte 3 angepaßt ist. Wenn die beiden
Ringe 1 und 2 miteinander in Berührung sind, wird die Drehbewegung auf diese Weise über die zylindrischen
-A-
Zapfen 4 übertragen. Die Anzahl der Ausschnitte 3 hängt von dem zu übertragenden Drehmoment ab. Die radialen
Zapfen 4 haben den Vorteil, daß sie eine dauernde und vollkommene Zentrierung zwischen den beiden Ringen 1 und
2 gewährleisten.
Eine Entlastungsrinne 6 ist am Grunde jedes Ausschnittes so angebracht, daß sie auf beiden Seiten dieser Rinne 6
symmetrisch zwei im wesentlichen gleiche zylindrische Oberflächenteile begrenzt.
Die Tiefe dieser Entlastungsrinnen ist sehr gering, um die tangentialen Belastungen in den Ringen 1 und 2 nicht
zu erhöhen. Diese Rinnen haben die Aufgabe, die axiale Komponente der durch das Torsionsmoment erzeugten Belastung
auf ein Minimum zu vermindern und eine permanente Berührung der zylindrischen Zapfen 4 mit den Ausschnitten
3 zu gewährleisten, auch wenn diese Teile unterschiedliche Ausdehnungen erfahren. Jeder zylindrische Zapfen 4 überträgt
auf den Ring 2 des drehbeweglichen Teils einen Teil der zu übertragenden Tangentialkraft über einen zylindrischen
Oberflächenteil. Die Entlastungsrinne 6 in dem Ausschnitt 3 ermöglicht die Lokalisierung dieses zylindrischen
Oberflächenteils in der Nähe der Verbindungsebene der beiden Ringe 1 und 2, derart, daß die Gegenkraft des
Ringes 2, die senkrecht zu der Oberfläche ist, eine geringe
axiale Komponente aufweist. Wenn das bewegliche Teil, mit dem einer der Ringe fest verbunden ist, ein
Schwungrad ist, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, so ist ferner die durch die Drehbewegung der gesamten Einheit
erzeugte Zentrifugalkraft bestrebt, das Schwungrad und den damit verbundenen Ring gleichförmig zu deformieren.
Dabei verformt sich der Ausschnitt 3 ebenfalls, indem er eine ovale Gestalt annimmt.
Durch eine Verkleinerung der zylindrischen Kontaktober- ■ flächenteile auf den Seiten des Ausschnittes 3 wird
-β- fc-
angestrebt, eine permanente Berührung zwischen den Ringen 1/ 2 und den Zapfen zu bewahren. Bei dieser Deformierung
gleiten die Zapfen 4 in Radialrichtung über den Ausschnitten 3 des sich dehnenden Ringes. Da die Durchmesserverformung
der Ausschnitte an den Zapfen gering ist, bleiben die von den zylindrischen Zapfen übertragenen Kräfte gleichmäßig.
Eine in Fig. 1 nicht dargestellte, jedoch in den Figuren jQ 2 und 3 mit 16 bezeichnete Ringhülse, die um die zwei
Ringe herum aufgeschrumpft ist, verhindert das Auswerfen der zylindrischen Zapfen 4 aus der Vorrichtung durch Zentrifugalkraft
.
Eine solche Verbindungsvorrichtung weist somit den Vorteil
auf, daß sie eine Dehnung des einen Ringes in bezug auf den anderen zuläßt, ohne daß diese Dehnung die mechanische
Festigkeit der Verbindung beeinträchtigt. Ferner werden im Gegensatz zu Vorrichtungen mit Radialrillen
tragenden Scheiben die Kräfte über große Kontaktflächen
übertragen, und nicht nur über Geraden.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Bei der dort gezeigten
Ausfuhrungsform ist die Vorrichtung auf die Verbindung
zwischen einer senkrechten Welle 7 und einem Schwungrad 8 angewendet. Die Ringe 1 und 2 sind vorgefertigt
und dann an einem Ring 15, der von einer mit der Welle 7 fest verbundenen Hülse 9 absteht, bzw. an einer
ebenen Fläche des Schwungrades 8 befestigt, z.B. durch · formschlüssiges Einsetzen. Die Ringhülse 16 verhindert,
daß die zylindrischen Zapfen 4 unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft ausgeworfen werden. Die gesamte Einheit
wird durch eine Mutter 13 zusammengehalten, welche die
axialen Kräfte aufnimmt, die bestrebt sind, die beiden Ringe 1 und 2 auseinanderzubringen.
Aufgrund der radialen Zapfen ist die erfindungsgemäße
Verbindungsvorrichtung selbstzentrierend.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die eine Pumpe im axialen Teilschnitt zeigt. Ein Rad 17 ist mit der Welle 7
über die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung verbunden/ unter Zwischenfügung der Hülse 9, die mit der Welle
einteilig verbunden sein kann. Der Ring 1 ist mit der Hülse 9 fest verbunden, während der Ring 2 mit dem Rad 17
fest verbunden ist. Die zylindrischen Zapfen 4 sind durch eine Ringhülse 16 zusammengehalten.
Die gesamte Einheit wird durch eine Mutter 13 zusammengehalten, welche sich den axialen Kräften widersetzt, die
bestrebt sind, die beiden Ringe auseinanderzubringen. Diese Ausführungsform arbeitet in genau derselben Weise
wie die zuvor beschriebenen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Entlastungsrinnen nicht in den Ausschnitten 3, sondern in den zylindrischen
Zapfen 4 angebracht, wobei die zylindrischen Kontaktflächen dann aber dieselben sind wie bei den zuvor
beschriebenen Ausführungsformeh.
Leerseite
Claims (6)
1.J Verbindungsvorrichtung zwischen einer Welle und einem
beweglichen Teil, das dieselbe Achse aufweist, insbesondere einem Schwungrad, mit zwei koaxialen Ringen
desselben Durchmessers, von denen der eine mit der Welle und der andere mit dem beweglichen Teil fest verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Flächen der koaxialen Ringe (1, 2} mit zylindrischen
radialen Ausschnitten (3) versehen sind, in deren Grund jeweils eine sich über ihre gesamte Länge erstreckende
TO Entlastungsrinne (6) angebracht ist, die auf beiden
Seiten dieser Entlastungsrinne (6) symmetrisch zwei im wesentlichen gleiche Zylinderoberflächenteile begrenzt,
so daß nach Aneinanderfügen der beiden Ringe (1, 2) Aufnahmen für eine Mehrzahl von zylindrischen
Zapfen (4) gebildet sind, über welche die Drehbewegung zwischen der Welle (7) und dem beweglichen Teil (8, 17)
übertragen wird, ohne zwischen diesen Teilen durch die Torsionsmomente hohe axiale Belastungen zu erzeugen,
und daß ein dauernder Kontakt zwischen der Ringen (1, 2) gewährleistet ist, auch wenn diese unterschiedliche Dehnungen
erfahren.
• ·
• ·2" " '
323529g
— 2 —
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (1, 2) einteilig mit der Welle (7) bzw.
mit dem beweglichen Teil (8, 17) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (1, 2) vorgefertigt und mit der Welle (7)
bzw. mit dem beweglichen Teil (8, 17) verbunden sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Ausschnitte (3) in
Abhängigkeit von dem zu übertragenden Drehmoment gewählt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch · gekennzeichnet, daß eine Ringhülse (16) um die Ringe
(1, 2) herum angeordnet ist und das Auswerfen der zylindrischen Zapfen (4) unter der Wirkung der Zentrifugalkraft
verhindert.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Welle (7) fest verbundene
Ring (1) an einem Ring (15) befestigt ist, der von einer mit der Welle (7) fest verbundenen Hülse (9)
in unmittelbarer Nähe der einen ebenen Wandung des beweglichen Teiles (8) absteht, und daß eine Verriegelungseinrichtung
(13) vorgesehen ist, um die Ringe (T, 2) zusammenzuhalten.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |