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Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung mit zwei Kupplungsteilen,
die untereinander durch eine konzentrische Ringscheibe aus gummielastischem Material
verbunden sind, die von einer inneren und einer äußeren Gruppe von achsparallelen
Bolzen durchdrungen ist, die einerseits am ersten und andererseits am zweiten Kupplungsteil
befestigt sind, wobei jeweils ein innerer und ein äußerer Bolzen ein Paar bilden
und alle Bolzenpaare in radialen Ebenen mit gleichem Winkelabstand voneinander angeordnet
sind und jedes Bolzenpaar von Schlaufen aus Verstärkungsmaterial wie Gewebe, Fäden
oder dergleichen umgeben ist.
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Eine Wellenkupplung der vorstehend beschriebenen Art ist aus der DE-OS
30 24 488 bekannt. Für die Übetragung des Drehmoments zwischen den beiden Kupplungsteilen
sind bei dieser Wellenkupplung mehrere, sternförmig zueinander angeordnete elastische
Laschen vorgesehen, die in einer geschlossenen Ringscheibe aus elastischem Material
einvulkanisiert sind. Die Laschen sind jeweils am inneren und äußeren Ende mit Buchsen
versehen und mit diesen Buchsen fest zwischen einem Innenring und einem Außenring
angeordnet. Innenring und Außenring sind ebenfalls in der Ringscheibe einvulkanisiert.
Die Befestigung der elastischen Ringscheibe mit einer Kupplungshälfte erfolgt durch
Schraubenbolzen, die durch die inneren Buchsen geführt sind, und mit der anderen
Kupplungshälfte durch eine Verzahnung am Umfang der Ringscheibe, die in eine korrespondierende
Verzahnung der anderen Kupplungshälfte eingreift.
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In jeder Einzellasche sind geschlossene Gewebeschlaufen in elliptischer
Form eingebettet.
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Während bei einer anderen bekannten Ausführung mit voneinander unabhängigen
Einzellaschen diese Laschen bei der Drehmomentübertragung eine begrenzte Schwenkbewegung
ausführen können, ist dies bei der vorgenannten Wellenkupplung,
bei
der die Einzellaschen in einer Ringscheibe einvulkanisiert sind, nicht möglich.
Die unzureichende Beweglichkeit der eingebetteten Einzellaschen führt bei der Drehmomentübertragung
zu einer ungleichmäßigen Belastung der beiden Stränge einer Gewebeschlaufe, wobei
der in Drehrichtung hinten liegende Gewebestrang überlastet und der vorne liegende
Gewebestrang nicht nur nicht an der Drehmomentübertragung beteiligt ist, sondern
in einem bestimmten Drehmomentbereich - abhängig vom Drehwinkel - sogar gestaucht
wird. Dies kann zum Ablösen zwischen dem Gummimaterial und dem Gewebe und in ungünstigen
Fällen auch zum Bruch des Gewebes führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Zwischenglied
mit Gewebeeinlagen für eine Wellenkupplung zu schaffen, bei dem in beiden Drehrichtungen
bei den zu erwartenden Drehwinkeln zwischen den beiden Kupplungsteilen als Funktion
des Drehmoments eine gleichmäßige Belastung der Stränge der geschlossenen Gewebeeinlagen
gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer elastischen Wellenkupplung der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im gummielastischen Material
zum einen die inneren Bolzen umschließende Hülsen und zum anderen die äußeren Bolzen
umschließende Formstücke aus hartem Werkstoff eingebettet sind, daß Hülse und Formstück
jedes Bolzenpaares von einer geschlossenen Schlinge aus Gewebe eng umschlossen sind
und daß Hülse und Formstück in der Umfangsrichtung eine solche Dicke haben, daß
die radialen Stränge der Gewebeschlingen auf die Drehachse der Wellenkupplung zentriert
sind.
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Die Formstücke, die ebenso wie die inneren Hülsen frei im gummielastischen
Material eingebettet sind, haben vorzugsweise eine im wesentlichen elliptische oder
ovale Form,
wobei die zur Aufnahme des Bolzens dienende Bohrung
mittig angeordnet ist. Auf diese Weise können die Formstücke um den Bolzen bei Belastung
der Wellenkupplung kleine Schwenkbewegungen innerhalb des gummielastischen Materials
ausführen.
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Im Hinblick auf eine optimale Ausnutzung des Volumens der elastischen
Ringscheibe ist es vorteilhaft, die Gewebeschlingen so auszubilden, daß sie bis
in die Nähe der inneren und äußeren zylindrischen Mantelflächen und ebenso der stirnseitigen
Mantelflächen der Ringscheibe sich erstrecken.
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Wie festgestellt wurde, sind bei der erfindungsgemäß ausgebildeten
elastischen Ringscheibe die radialen Stränge der Gewebeschlingen bei unterschiedlichen
Belastungen der Wellenkupplung gleichmäßig beansprucht, d.h., daß die sich aus der
Drehmomentübertragung ergebenden Kräfte etwa zu gleichen Teilen von den beiden Strängen
übertragen werden.
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Zurückzuführen ist dies auf die gewählte Ausrichtung der radialen
Stränge auf den Mittelpunkt, d.h. auf die Drehachse der Wellenkupplung. Soweit unvermeidbare
fertigungsbedingte Toleranzen zu geringfügigen Unsymmetrien der beiden Gewebestränge
innerhalb einer Schlinge führen sollten, werden diese durch die geringfügigenSchwenkbewegungen,
die die Formstücke ausführen können, selbsttätig ausgeglichen.
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Dank dieser beiden Maßnahmen ist eine praktisch gleichmäßige Lastverteilung
in den beiden radialen Strängen der einzelnen Gewebeschlingen bei allen vorkommenden
Drehwinkeln der Kupplung sichergestellt. Auf diese Weise werden nicht nur Überbelastungen
der Gewebestränge verhindert, sondern auch Ablösungen zwischen Gummi und Gewebe
verhindert, die bei stark unterschiedlichen Belastungen oder sogar Entlastungen
einzelner Gewebestränge auftreten können.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt
einer elastischen Wellenkupplung mit einem elastischen Zwischenglied in Form einer
Ringscheibe, Fig. 2 einen Ausschnitt einer elastischen Ringscheibe in einer Ansicht
auf die Stirnseite und Fig. 3 einen Schnitt der Ringscheibe in der Ebene der Linie
I-I der Fig. 2.
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Die in Fig. 1 veranschaulichte elastische Wellenkupplung enthält einen
ersten Kupplungsteil 1 in Form einer Nabe, einen zweiten Kupplungsteil 2 in Form
eines Ringflansches und ein elastisches Zwischenglied 3 in Form einer einteiligen
Ringscheibe, die die Kupplungsteile 1 und 2 miteinander verbindet. An der Nabe 1
ist außen ein Flansch 4 angeformt, in dem eine Anzahl achsparalleler Bohrungen 5
enthalten ist, die sich gleichmäßig über den ganzen Umfang verteilen und zur Aufnahme
von Befestigungsbolzen 6 dienen.
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Der elastische Zwischenring 3 enthält in der Nähe seiner inneren zylindrischen
Mantelfläche eine gleiche Anzahl Hülsen 7 zur Aufnahme der Befestigungsbolzen 6,
auf die nachfolgend noch eingegangen wird. Um den elastischen Zwischenring 3 in
seiner Anlagestellung am Flansch 4 zu halten, ist ein Stützring 8 vorgesehen, der
mit seiner inneren Öffnung formschlüssig auf der Nabe 1 verschiebbar ist und eine
gleiche Anzahl von Bohrungen 9 wie der Flansch 4 enthält. Die Befestigungsbolzen
6 sind so bemessen, daß ihre Enden, die als Gewindeenden ausgebildet sind, gegenüber
dem Stützring 8 überstehen. Die überstehenden Gewindeenden tragen jeweils eine Gewindemutter
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mittels der über den zwischengeschalteten Stützring 8 die Hülsen
7 gegen den Flansch 4 verspannbar sind.
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Der zweite Kupplungsteil 2 ist als im wesentlichen ebener Flanschring
mit einer relativ großen inneren Öffnung 11 ausgebildet. In der Nähe seines Umfangs
sind Durchgangsbohrungen 12 enthalten, die zur Aufnahme von Befestigungsteilen wie
Bolzen oder Schrauben für ein mit der Wellenkupplung verbindbares, nicht dargestelltes
Drehteil dienen.
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Der Flanschring des Kupplungsteils 2 ist mit einer Anzahl von achsparallelen
zylindrischen Bolzen 13 bestückt, die auf der Innenseite gegenüber dem Flanschring
vorstehen und in korrespondierende Bohrungen 14 des elastischen Zwischenringes 3
formschlüssig eingreifen.
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Der elastische Zwischenring 3 ist als einteiliger ebener Ring aus
gummielastischem Material gebildet. In der Nähe der inneren zylindrischen Mantelfläche
15 sind die vorerwähnten Hülsen 7, die aus Metall bestehen, eingebettet.
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Weiter sind in dem gummielastischen Material mit geringem Abstand
von der äußeren Mantelfläche 16 Formstücke 17 eingebettet, vorzugsweise einvulkanisiert.
Diese Formstücke 17 haben in bezug auf eine senkrecht zur Drehachse stehende Ebene
ein im wesentlichen ovales Profil, wobei sich in der Mitte die vorerwähnte Bohrung
14 befindet. Ein Formstück 17 und eine Hülse 7 bilden jeweils ein Paar, wobei die
Achsen der Bohrung 14 und der Innenbohrung der Hülse 7 in ein und derselben Radialebene
liegen.
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Formstück 17 und Hülse 7, die jeweils zu einem Paar gehören, sind
von einer geschlossenen Schlinge 18 aus Gewebe oder Textilfäden eng umschlossen,
wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. In der Umfangsrichtung haben die Formstücke
17 und die Hülsen 7 eine solche Dicke, daß die Mittelachsen der geraden Stränge
19 der Schlingen 18 auf die Drehachse der Wellenkupplung zentriert sind. Die Schlingen
18
sind ebenso wie die Formstücke 17 und die Hülsen 7 vom gummielastischen Material
umschlossen, d.h. in diesem einer bettet. Die Formstücke 17 bestehen wie die Hülsen
7 aus einem metallischen Werkstoff.
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Ein in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeter elastischer
Zwischenring 3 ist ohne Schwierigkeiten und somit auch preisgünstig herstellbar.
Weiter ist es von Vorteil, daß für den Zusammenbau und auch für eine Demontage bei
evtl. Wartungsarbeiten keine besonderen Hilfsmittel benötigt werden.
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