DE3330645A1

DE3330645A1 - Torsionally elastic, vibration damping shaft coupling

Info

Publication number: DE3330645A1
Application number: DE19833330645
Authority: DE
Inventors: Curt Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Krönert
Original assignee: Individual
Current assignee: KROENERT, CURT, DIPL.-ING., 7292 BAIERSBRONN, DE
Priority date: 1983-08-25
Filing date: 1983-08-25
Publication date: 1985-03-14

Abstract

Torsionally elastic, vibration damping shaft coupling, the torque of which is transmitted from the primary part to the secondary part by a coupling part, which comprises two coupling rings 5 and 6 concentrically arranged over one another, which are connected to one another by way of an axial thrust device 7, and the outer coupling ring 5 has an axial toothing 8 on its outside diameter, which is connected to the primary part 1, and the inner coupling ring 6 has an axial toothing 9 on its inside diameter, which is connected to the secondary part 3, a back-up ring 11 being arranged to the side of the coupling rings, between which back-up ring and the housing cover 2 disc springs 12 are located. The coupling is filled with damping oil, which, under the action of the axially displaced coupling rings, is forced through throttle devices 19 from one side to the other. <IMAGE>

Description

"Drehelastische, schwingungsdämpfende Wellenkupplung""Torsionally flexible, vibration-damping shaft coupling"

Drehelastische, schwingungsdämpfende Kupplungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Torsionally flexible, vibration-damping couplings are available in various Executions known.

So ist z.B. nach US-PS 251 3379 eine Ausführung bekannt, bei der tangential zur Drehachse Schraubenfedern angeordnet sind, die von ineinander schiebbaren Hülsen umgeben sind, durch deren Oeffnungen Dämpfungsöl fließt. For example, according to US Pat. No. 251 3379, an embodiment is known in which are arranged tangential to the axis of rotation coil springs, which can be pushed into one another Sleeves are surrounded, through whose openings damping oil flows.

Weiterhin ist durch die DE 3228 673 A1 eine solche Kupplung bekannt, bei der die Drehmomentübertragung vom Primärteil auf das Sekundärteil über einen dazwischengeschalteten ringförmigen Kupplungskörper erfolgt, der mit einer Schubeinrichtung in das Primärteil eingreift und mit einer Axialverzahnung mit dem Sekundärteil verschiebbar verbunden ist, wobei sich beiderseits des Kupplungskörpers Tellerfedern befinden, die sich an den Gehäusewandungen abstützen. Die beiderseitigen Kammern der Federn sind mit Dämpfungsöl gefüllt, das bei Belastung durch eine Drossel im Kupplungskörper von einer Kammer in die andere überströmen kann. Unter Belastung in der einen oder anderen Drehrichtung kommt der Kupplungskörper infolge des wechselnden Axialschubes an der einen oder anderen Feder zur Anlage. Furthermore, such a coupling is known from DE 3228 673 A1, in which the torque is transmitted from the primary part to the secondary part via a interposed annular coupling body takes place with a thrust device engages in the primary part and is displaceable with the secondary part with an axial toothing is connected, with disc springs on both sides of the coupling body, which are supported on the housing walls. The chambers of the feathers on both sides are filled with damping oil, which is released when a throttle in the coupling body is loaded can overflow from one chamber to the other. Under stress in one or the other The coupling body comes in a different direction of rotation as a result of the alternating axial thrust on one or the other spring to the plant.

Die axiale Anordnung der Federn ermöglicht zwar größere Verdrehwinkel als die eingangs genannte Kupplung, jedoch sind dieser Konstruktion im Hinblick auf den Verdrehwinkel und das Drehmoment auch gewisse Grenzen gesetzt. Befindet sich die Schubeinrichtung am inneren Durchmesser des Kupplungskörpers, werden relativ große Verdrehwinkel erzielt, während das übertragbare Drehmoment infolge des kleinen Radius,an dem die Umfangskraft angreift, klein wird. Ist die Schubeinrichtung am Außendurchmesser des Kupplungskörpers angeordnet, kann zwar ein größeres Drehmoment übertragen werden, der Verdrehwinkel wird aber um das Verhältnis Außendurchmesser zum Innendurchmesser kleiner. The axial arrangement of the springs allows greater angles of rotation than the coupling mentioned above, however, this construction is in view There are also certain limits set on the angle of rotation and the torque. Located the thrust device on the inner diameter of the coupling body are relative large torsion angle achieved, while the transmittable torque as a result of the small The radius at which the circumferential force acts becomes small. Is the thrust device on Arranged outside diameter of the coupling body, although a larger torque can be transmitted, but the angle of rotation is increased by the ratio of the outer diameter smaller to the inside diameter.

Hinzu kommt bei dieser Konstruktion, daß bei jeder Drehrichtung immer nur die Hälfte der Federn genutzt wird, während die andere Hälfte unbeteiligt bleibt, was den Nutzwert der Kupplung stark einschränkt. In addition, with this construction, always with every direction of rotation only half of the feathers are used, while the other half remains uninvolved, which severely limits the utility of the clutch.

Die wechselweise Belastung der Federn bedingt auch eine erhebliche Vorspannung. Wechselweise dynamisch belastete Federn sind nur dauerfest, wenn der Federvorspannweg größer ist als der Federarbeitsweg, wodurch der Verdrehwinkel weiter eingeschränkt wird. The alternating loading of the springs also causes a considerable amount Preload. Alternately dynamically loaded springs are only durable if the The spring preload travel is greater than the spring travel, whereby the angle of rotation continues is restricted.

Ferner muß als nachteilig angesehen werden, daß die Tellerfedern unmittelbar am Kupplungskörper anliegen und der Abrieb von den Tellerfedern ungehindert in das Gewinde gelangt, was zu Verschleiß und damit zur Vergrößerung des Verdrehspiels führen muß. Furthermore, it must be regarded as a disadvantage that the disc springs are in direct contact with the coupling body and wear from the disc springs is unhindered gets into the thread, which leads to wear and thus to an increase in the torsional backlash must lead.

Die genannte Kupplung weist daher nicht die für Kraft- und Arbeitsmaschinen notwendigen Eigenschaften wie hohe Leistungsdichte, großer Verdrehwinkel und hohe Lebensdauer auf. The clutch mentioned therefore does not have that for prime movers and machines necessary properties such as high power density, large twist angle and high Lifetime on.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine hochdrehelastische Wellenkupplung mit Flüssigkeitsdämpfung zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden und eine hohe spezifische Übertragungsfähigkeit sowie ein größerer Verdrehwinkel erreicht wird; wobei der übertragungsmechanismus, der die tangentiale Bewegung des Primärteils in eine Axialbewegung und von dort wieder in eine tangentiale Bewegung des Sekundärteils umsetzt, so gestaltet ist, daß das gesamte Federvolumen, unabhängig von der Momentenrichtung, voll genutzt wird und die Schubeinrichtung vor Verschleiß durch verunreinigtes Öl geschützt wird. The invention has set itself the task of providing a highly torsionally elastic To create a shaft coupling with fluid damping, in which the disadvantages mentioned can be avoided and a high specific transmission capacity as well as a larger one Twist angle is reached; being the transmission mechanism, which is the tangential Movement of the primary part in an axial movement and from there again in a tangential one Moving the secondary part converts, is designed so that the entire spring volume, regardless of the torque direction, is fully used and the thrust device is protected from wear by contaminated oil.

Die Erfindung geht dabei von einer Kupplung ähnlich der DE 3228 673 Al aus, bei der die Drehmomentübertragung vom Primärteil zum Sekundärteil über ein zwischen diesen angeordnetes axialverschiebbares Kupplungsteil erfolgt, welches auf Pakete von axial oder oder koaxial angeordneten Tellerfedern wirkt, die sich am Kupplungsgehäuse abstutzen. The invention is based on a coupling similar to DE 3228 673 Al from, in which the torque transmission from the primary part to the secondary part via a axially displaceable coupling part arranged between these takes place, which on packages of axial or or coaxially arranged disc springs acts, which are supported on the clutch housing.

Die Erfindung besteht aus einem Kupplungsteil mit zwei konzentrisch übereinander angeordneten Kupplungsringen, die über eine Schubeinrichtung miteinander verbunden sind, wobei der äußere Kupplungsring an seinem äußeren Durchmesser und der innere Kupplungsring an seinem inneren Durchmesser je eine Längsverschiebung zulassende Axialverzahnung besitzen, und zwischen den Federpaketen und dem Kupplungsteil eine die beiden Kupplungsringe in radialer Richtung überdeckende Stützscheibe angeordnet ist, und der innere Kupplungsring an den beiden Planflächen gleichzeitig als Axiallager ausgebildet ist. The invention consists of a coupling part with two concentric Coupling rings arranged one above the other, which are connected to one another via a thrust device are connected, the outer coupling ring at its outer diameter and the inner coupling ring is longitudinally displaced on its inner diameter Have permissible axial teeth, and between the spring assemblies and the coupling part a support disc covering the two coupling rings in the radial direction is arranged is, and the inner coupling ring on the two flat surfaces at the same time as a thrust bearing is trained.

Eine Ausführungsform, deren Aufbau sehr einfach und kostengünstig ist, besteht darin, daß die beiden Kupplungsringe in einer Richtung an der Wandung des Sekundärteils anliegen und auf der anderen Seite die Kupplungsringe in radialer Richtung von einer Stützscheibe überdeckt werden, zwischen der und dem Kupplungsgehäuse die Federn angeordnet sind. An embodiment whose structure is very simple and inexpensive is, is that the two coupling rings in one direction on the wall of the secondary part and on the other side the coupling rings in a radial direction Direction are covered by a support plate, between the and the clutch housing the springs are arranged.

Die Stützscheibe unterteilt gleichzeitig den Kupplungskörper in zwei getrennte Ölräume, wobei die Abdichtungen verhindern, daß verunreinigtes Öl an die Schubeinrichtung gelangt. Durch die einseitige Anordnung der Federn wird eine geringe Kupplungsbreite erreicht, die nicht größer ist als die Länge eines normalen Wellenzapfens. Für sehr große Verdrehwinkel können zwei Kupplungen mit Nabe-/Nabeverbindung hintereinander geschaltet werden.The support disc simultaneously divides the coupling body into two separate oil spaces, whereby the seals prevent contaminated oil from getting to the Thrust device arrives. Due to the one-sided arrangement of the springs, there is little Coupling width reached, which is not greater than the length of a normal shaft journal. For very large angles of rotation, two couplings with hub / hub connections can be used one behind the other be switched.

Nach dem Erfindungsgedanken kann auch rechts und links des Kupplungsteils eine die beiden Kupplungsringe überdeckende Stützscheibe angeordnet werden, zwischen denen und den Gehäusewandungen sich Pakete von Federn befinden.According to the idea of the invention, the coupling part can also be on the right and left a supporting disc covering the two coupling rings are arranged between which and the housing walls are packages of springs.

Ganz allgemein kann die Schubeinrichtung des Kupplungsteils, die zwischen der äußeren und inneren Längsverschiebung zulassenden Verzahnung liegt, mehr zum äußeren oder inneren Durchmesser hin angeordnet werden, je nachdem, ob ein größeres Drehmoment oder ein größerer Verdrehwinkel gewünscht wird. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Schubeinrichtung auf einem mittleren Durchmesser liegt. In general, the thrust device of the coupling part, the lies between the outer and inner longitudinal displacement permitting toothing, be arranged more towards the outer or inner diameter, depending on whether a larger torque or a larger angle of rotation is desired. Particularly favorable conditions arise when the thrust device on a middle Diameter lies.

In Fig. 1 ist eine Kupplung mit einseitiger Anordnung der Federn im Längsschnitt dargestellt, anhand derer die Erfindung weiter behandelt wird. In Fig. 1 is a coupling with a one-sided arrangement of the springs shown in longitudinal section, based on which the invention will be treated further.

Fig.1 bezeichnet 1 das Primärteil, das gemeinsam mit dem Deckel 2 das Kupplungsgehäuse bildet. Das Sekundärteil 3 ist als Kupplungsnabe ausgebildet, dessen Bohrung 4 zum Anschluß an die anzutreibende oder abtreibende Maschine dient. Zwischen Primärteil 1 und Sekundärteil 3 ist das Kupplungsteil, bestehend aus den äußeren und inneren Kupplungsringen 5 und 6 angeordnet. Die beiden Kupplungsringe sind über eine Schubeinrichtung 7 miteinander verbunden. Der äußere Kupplungsring 5 besitzt an seinem äußeren Durchmesser eine Axialverzahnung 8, die mit dem Primärteil 1 in Verbindung steht, und der innere Kupplungsring 6 besitzt an seinem Innendurchmesser eine Axialverzahnung 9, die mit dem Sekundärteil 3 in Verbindung steht. Die beiden Kupplungsringe 5 u.6 liegen auf der einen Seite mit ihren Planflächen an der Gehäusewandung 10 des Primärteils an. 1 denotes 1 the primary part which, together with the cover 2 forms the clutch housing. The secondary part 3 is designed as a coupling hub, whose bore 4 is used for connection to the machine to be driven or driven off. Between the primary part 1 and the secondary part 3 is the coupling part, consisting of the outer and inner coupling rings 5 and 6 arranged. The two coupling rings are connected to one another via a pusher device 7. The outer coupling ring 5 has an axial toothing 8 on its outer diameter, which is connected to the primary part 1 is in connection, and the inner coupling ring 6 has on its inner diameter an axial toothing 9 which is connected to the secondary part 3. The two Coupling rings 5 and 6 are on one side with their flat surfaces on the housing wall 10 of the primary part.

Auf der anderen Seite überdeckt eine Stützscheibe 11 in radialer Richtung beide Kupplungsringe.On the other side, a support disk 11 covers in the radial direction both coupling rings.

Zwischen der Stützscheibe 11 und dem Kupplungsdeckel 2 sind die Federpakete 12 angeordnet, die auf dem Bolzen 13 an ihrem Innendurchmesser geführt werden. Bei Einleitung eines Drehmomentes in das Primärteil 1 wird je nach Momentenrichtung der äußere oder innere Kupplungsring in axialer Richtung verschoben und beaufschiagtdie Federpakete 12 über Stützscheibe 11 mit der Axialkomponente aus der Umfangskraft. Der zweite Kupplungsring stützt sich dabei an der Gehäusewandung 10 ab.The spring assemblies are located between the support disk 11 and the clutch cover 2 12 arranged, which are guided on the bolt 13 at their inner diameter. at Introduction of a torque into the primary part 1 depends on the direction of the torque the outer or inner coupling ring shifted in the axial direction and the axial component is applied to the spring assemblies 12 via the support disk 11 from the circumferential force. The second coupling ring is supported on the housing wall 10 from.

Zur Aufnahme der Relativbewegung sind die Planflächen des inneren Kupplungsringes als Axiallager 14 ausgebildet. Um eine Relativbewegung zwischen der Stützscheibe 11 und den Federpaketen 12 zu vermeiden, ist die Stützscheibe über Bolzen 15 gegenüber dem drehfesten Kupplungsring 5 fixiert. Die Stützscheibe 11 mit ihren Dichtungen 16 und 17 unterteilt gleichzeitig den Innenraum der Kupplung in zwei getrennte Ölräume. Unter der Wirkung des Drehmomentes und der damit verbundenen Axialschiebung der Stützscheibe ändert sich das Volumen der Ölräume und das Öl wird über die Bohrung 18 und die Drossel 19 von einem Ölraum in den anderen gepreßt.The plane surfaces of the inner are used to absorb the relative movement Coupling ring designed as a thrust bearing 14. To have a relative movement between To avoid the support disk 11 and the spring assemblies 12, the support disk is over Bolt 15 is fixed with respect to the non-rotatable coupling ring 5. The support washer 11 with their seals 16 and 17 at the same time divides the interior of the coupling in two separate oil rooms. Under the effect of the torque and the associated Axial displacement of the support disc changes the volume of the oil chambers and the oil becomes pressed via the bore 18 and the throttle 19 from one oil chamber to the other.

Die Drossel 19 liegt in der Rotationsachse der Kupplung wodurch vermieden wird, daß Abrieb von den Federn an die Schubeinrichtung gelangt.The throttle 19 lies in the axis of rotation of the clutch, which prevents it is that abrasion from the springs reaches the thrust device.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims

Claims 1.) Highly torsionally flexible shaft coupling with fluid damping, their torque transmission from the primary to the secondary part from the primary part via a between these arranged, axially displaceable coupling part takes place, which on Packages of axially or coaxially arranged spring elements, esp.

of disc springs, which are supported on the secondary part, acts as a result characterized in that the coupling part consists of two coupling rings arranged one above the other 5 and 6 consists of an axial thrust device arranged between them 7 are connected, and the outer coupling ring 5 at its outer diameter a Axial toothing 8 and the inner coupling ring 6 on its inner diameter one Has axial toothing 9, and that in the axial direction both coupling rings of the housing wall 10 and the support disk 11 are covered.

2.) Shaft coupling according to claim 1, characterized in that the Axial thrust device 7 approximately in the middle of the radial extension of the two coupling rings 5 and 6 is arranged.

3.) Shaft coupling according to claim 1 and 2, characterized in that the inner coupling ring 6 is designed as a thrust bearing 14 on its plane surface.

4.) Shaft coupling according to claim 1 to 3, characterized in that the axial thrust device 7 is designed as a roller spindle.