DE3415906C2 - Klauenkupplung - Google Patents

Abstract

Die Kupplung hat ein Antriebsteil und ein Abtriebsteil mit gleicher Anzahl von an- und abtriebseitigen Klauen, die mit Abstand zwischen ihren Seitenflächen ineinandergreifen, sowie bewegliche Übertragungskörper zwischen den antriebseitigen und abtriebseitigen Klauen. Die Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zwischen den Seitenflächen der Klauen radial verengt sind, jeder Übertragungskörper auf der der Verengung abgewandten Seite durch ein radial bewegliches Stützelement abgestützt ist und alle Stützelemente der in gleicher Drehrichtung kraftübertragenden Übertragungskörper durch jeweils ein Fluidsystem gekoppelt sind. Die Kupplung gestattet den Ausgleich von Radial-, Axial- und Winkelverlagerungen der Wellen. Radial-, Axial- und Winkelschwingungen können gedämpft werden. Gleitreibungsverluste können vermieden werden.

Description

mil Fluiddruck beaufschlagten Stützelemente in Anlage an die Klauen radial abgestützt Bei der Übertragung von Umfangskräften werden die in Richtung des Drehmoments vor den antriebseitigen Klauen befindlichen Übertragungskörper belastet. Dies hat zur Folge, daß diese Übertragungskörper aus den keilförmigen Klauenzwischenräumen auszuweichen suchen und auf ihre Stützelemente drücken. Aufgrund der Kopplung der Stützelemente d'irch das Fluidsystem findet ein Druckausgleich zwischen diesen Stützelementen statt. Dieser Druckausgleich hat zur Folge, daß die Drehmomentübertragung unabhängig von der Art und Größe der Wellenverlagerung an allen Klauen gleich ist Als Fluide eignen sich Flüssigkeiten, Gase sowie fließfähige feste Stoffe. Die Kupplung kann durch eine genügend große Fluidkompressibilität auch drehelasiisch eingestellt werden z. B. dadurch, daß eine Glasblasen enthaltende Flüssigkeit als Fluid eingesetzt wird.

Weitere, der Fortbildung und Ausgestaltung des die vorgeschlagene Erfindung tragenden Gedankens dienende Merkmale lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klauenkupplung;

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klauenkupplung; und

Fig.3 den Axialschnitt einer Ausführungsform des Übertragungskörpers.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform der Kupplung hat drei antriebseitige Klauen 1 und drei abtriebseitige Klauen 2, die axial ineinandergreifen. Die Seitenflächen la und 2a der Klauen 1, 2 bilden nach außen keilförmig verengte Zwischenräume 3. in denen die Übertragungskörper 4 und 4' angeordnet sind. Im Inneren der Kupplung ist konzentrisch zu den Klauen 1, 2 auf der An.riebscheibe ein zylindrisches Gehäuse 5 angebracht. In dem Gehäuse 5 sind entsprechend den Übertragungskörpern 4, 4' sechs radiale Zylinderbohrungen 5a, 5b ausgebildet, in denen die Kolben 6 verschieblich sind. Die Kolben 6 liegen außen den Übertragungskörpern 4,4' an und stützen diese radial ab. Dabei sind die Bohrungen 5a, deren Kolben·?'die drei Übertragungskörper 4 abstützen, sternförmig zu einem Druckausgleichssystem verbunden. In gleicher Weise sind die Bohrungen 5b, deren Kolben 6 die Übertragungskörper 4' abstützen, sternförmig ::u einem zweiten Druckausgleichssystem verbunden. Die Bohrungen 5a sind von den Bohrungen 5b strömungsmäßig getrennt; die Vereinigungspunkte der sternförmig zusammenlaufenden Bohrungen 5a bzw. 5b sind axial versetzt. Die beiden Druckausgleichssysieme können gleiche oder unterschiedliche fluide Medien enthalten. Die Medien beider Systeme können sich beispielsweise in der Viskosität und/oder Kompressibilität unterscheiden. Durch Wahl der Viskosität des Mediums oder durch Einstellung einer im Vereinigungspunkt angeordneten Drossel (nicht dargestellt) können Radial- Und Winkelschwingungen gedämpft werden. Bei Verwendung eines kompressiblen Fluids wirkt dieses wegen seiner Kompressibilität auf Drehschwingungen und Drehmomentstöße dämpfend. Durch Einsatz unterschiedlich viskoser Fluide und unterschiedlicher Geometrien der Verbindungsbohrungen in den beiden AusgleVhssystemen lassen sich unterschiedliche Dämpfungseigensehafien in beiden Drehrichtungen schaffen.

Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Kupplung hat ebenso wie die in F i g. 1 gezeigte drei antriebseitigc-Klauen 1 und drei abtriebseitige Klauen 2, zwischen deren Seitenflächen in,2a in den Räumen 3 die zylinderförmigen Übertragungskörper 4,4' angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist an dem abtriebseitigen Kupplungskörper (nicht dargestellt) konzentrisch zu den Klauen 1,2 ein zylindrisches Gehäuse 5 angebracht.

ίο In dem Gehäuse 5 sind wiederum drei radiale, sternförmig zusammenlaufende Bohrungen 5a ausgebildet, die mit Fluid gefüllt sind und deren Öffnungen am Gehäuseumfarg durch Membrane 7 abgesperrt sind. Die Membrane 7 stützen die zylindrischen Übertragungskörper 4 ab, die belastet werden, wenn Umfangskräfte in der einen Drehrichtung übertragen werden. In dem Gehäuse 5 ist ferner zu dem Bohrungssystem 5a axial versetzt und um einen Winkel von 60° verdreht ein gleiches, aus drei radialen Bohrungen 56 bestehendes System ausgebildet, das von dem Bohrungssystem 5a strömungsmäßig getrennt ist und in F i g. 2 nur anGt^itungsweise dargestellt ist. Die von dem Fluid in den Lohrungen 5b druckbeaufschlagten Membrane 7 stützen die Übertragungskörper 4' ab, die die Umfangskräfte in der Gcgendrehrichtung von den antriebseitigen auf die abtriebseitigen Klauen übertragen. Die Ausführungsform nach F i g. 2 arbeitet im wesentlichen ebenso wie die nach Fig. 1, wobei allerdings der radialen Verschiebung der Übertragungskörper 4, 4' durch die maximal zulässige Membranauslenkung Grenzen gesetzt sind.

Die zylindrischen Übertragungskörper 4, 4' stehen mit den Klauenseitenflächen la. 2a in Linienberührung. Bei Verschiebungen der Übertragungskörper zwischen den Klauen 1 und 2 infolge des Wellenversatzes treten noch Gleitreibungsverluste auf, die umso größer sind, je stärker der auszugleichende Versatz ist. Die Gleitreibung kann jedoch vollständig vermieden werden, wenn anstelle einfacher zylindrischer Rollen Doppelrollen als Übertragungskörper eingesetzt werden.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsform einer solchen Doppelrolle. Diese besteht aus einem zylindrischen Mittelteil 4b mit stirnseitigen axialen Zapfen 4a. Auf den Zapfen 4a sind mittels Nadellager 8 Rollen 4c drehbar gelagert. Das zylindrische Mittelteil 4b und die zylinder-

■45 ringförmigen Rollen 4c haben die gleichen Durchmesser. Die Seitenfläche der antriebseitigen Klaue 1 hat einen etwas erhöhten mittleren Bereich Xb. während auf der Seitenfläche der abtriebseitigen Klaue 2 der mittlere Bereich etwas zurückspringt. In den den Rollen 4c entsprechenden Bereichen lcder Klaue 1 springt die Fläche etwas zurück, uncdie Seitenfläche der Klaue 2 ist in den Randbereichen 2b e;was erhöht. Das zylindrische Mittelteil 4b der Doppelrolle kann daher auf dem mittleren Bereich It der Klaue 1 abrollen, während die RoI-len 4c der Doppelrolle zugleich auf den Randbereichen 2b der abtriebseitigen Klaue 2 abrollen können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Klauenkupplung für die Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen, mit einem Antriebsteil und einem Abtriebsteil mit gleicher Anzahl von an- und abtriebsseitigen Klauen, die mit Abstand zwischen ihren Seitenflächen ineinandergreifen, und beweglichen Übertragungskörpern zwischen den antriebsseitigen und den abtriebsseitigen Klauen, wobei die Räume zwischen den Seitenflächen radial verengt sind, jeder Übertragungskörper auf der der Verengung abgewandten Seite durch ein eigenes, radial bewegliches Stützelement abgestützt ist und die Stützelemente durch ein auf ihre Radialbewegung ansprechendes Fluidsystem gekoppelt sind, dadurchgekennzeichnet, daß alle Stützelemente (6, 7) der in gleicher Drehrichtung kraftübertragenden Übertragungskörper (4 bzw. 4') durch jeweils ein geschlossenes Fluidsystem gekoppelt sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem An- oder Abtriebsteil ein Gehäuse (5) mit zwei getrennten Systemen von untereinander verbundenen, umfangsseitig offenen, mit Fluid gefüllten Kanälen (5a, 5b) angebracht ist, in deren öffnungen die Stützelemente (6, 7) angeordnet sind

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenzwischenräume (3) nach außen verengt sind und das Gehäuse (5) zentral angeordnet ist

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5a, 5b) jedes Fluidsystems sternförmig verbunden sind und in den Vereinigungspunkten einstellbare Drosseln vorgesehen sind.

5. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenzwischenräume zur Kupplungsachse hin verengt sind und das Gehäuse am Umfang des An- oder Abtriebsteils ringförmig angeordnet ist.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente p.'s in den Kanälen (5a, 5b) verschiebliche Kolben (6) ausgebildet sind.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente als die Kanäle (5a, 5b) verschließende Membranen (7) ausgebildet sind.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskörper (4,4') als Rollen, Tonnen oder Kugeln ausgebildet sind.

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskörper (4,4') aus einem zylindrischen Mittelteil (4b) mit einem axialen Zapfen (4a) auf jeder Stirnseite und auf den Zapfen (4a) drehbar gelagerten Rollen (4c) besteht und die dem Übertragungskörper (4, 4') anliegende Seitenfläche der einen Klaue (1) im Mittelbereich (\b) und die der anderen Klaue (2) in den beiden Randbereichen (2i)_//erhöht ist.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln als Übertragungskörper (4, 4') dienen und die den Kugeln anliegenden Seitenflächen (la, 2a,) von Klaue zu Klaue abwechselnd in entgegengesetzten axialen Richtungen geneigt sind.

Die Erfindung betrifft eine Klauenkupplung für die Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen, mit einem Antriebsteil und einem Abtriebsteil mit gleicher Anzahl von an- und abtriebsseitigen Klauen, die mit Abstand zwischen ihren Seitenflächen ineinandergreifen, und beweglichen Übertragungskörpem zwischen den antriebsseitigen und den abtriebsseitigen Klauen, wobei die Räume zwischen den Seitenflächen radial verengt sind, jeder Übertragungskörper auf der der Verengung abgewandten Seite durch ein eigenes, radial bewegliches Stützelement abgestützt ist und die Stützelemente durch ein auf ihre Radialbewegung ansprechendes Fluidsystem gekoppelt sind.

Eine Kupplung dieser Art ist Gegenstand der mit DE-PS 33 04 888 veröffentlichten älteren Anmeldung.

In der DE-OS 30 36 570 wurde bereits eine Wellenkupplung mit zwei Kupplungshälften vorgeschlagen. Die beiden Kupplungshälften tragen dabei jeweils mindestens zwei quer zur Kraftübertragungsrichtung orientierte ebene Schrägflächen. Diese sind jeweils paarweise der einen oder aber der anderen Kupplungshäifte zugewandt Zugleich begrenzen sie Zwischenräume. In diesen Zwischenräumen sind Gleitkeile angeordnet, die jeweils zwei voneinander abgewandt ebene Gleitflächen tragen. Außerdem ist ein im wesentlichen ringförmiger Haltekörper vorgesehen, an dem die Gleitkeile anliegen. Jede der Schrägflächen liegt ihrerseits an einer Gleitfläche an. Von den vier einander zugeordneten Flächen (zwei Schrägflächen der Kupplungshälften und zwei Gleitflächen des Gleitkeils) eines Zwischenraumes ist mindestens eine um wenigstens eine Schwenkachse schwenkbar. Die Schwenkachse wiederum ist parallel zu derjenigen ebenen Fläche, an der die schwenkbare Fläche anliegt Der Kern dieser Erfindung liegt dabei darin, daß in wenigstens einem Zwischenraum wenigstens eine der genannten vier Flächen mittels eines Federelements in Richtung auf diejenige Fläche beaufschlagt ist, an welcher sie anliegt.
In der GB-PS 9 54 694 wurde bereits eine verbesserte Kupplung zur Übertragung von Rotationskräften vorgeschlagen. Bei dieser Kupplung sind die Fluide jeweils der in einer Drehrichtung kraftübertragenden Übertragungskörper miteinander gekoppelt. Dabei weist diese Kupplung gegenüber derjenigen nach DE-OS 30 36 570 eine wesentlich unterschiedliche Zuordnung der Übertragungskörper zu den Klauen auf.

Gegenüber diesen schon vorgeschlagenen Lösungen hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Klauenkupplung für die Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen zu schaffen, bei der im wesentlichen eine Vergrößerung des Radial- und Winkelversatzes zwischen den beiden Kupplungshälften sowie auch eine Verbesserung der Dämpfung auftretender Radial- und Beugewinkel-Schwingungen gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß alle Stützelemente der in gleicher Drehrichtung kraftübertragenden Übertragungskörper durch jeweils ein geschlossenes Fluidsystem gekoppelt sind.

Die zwischen den antriebsseitigen und abtriebsseitigen Klauen befindlichen, durch die Stützelemente abgestützten Übertragungskörper übertragen die Umfangskräfte von den Klauen des Antriebsteils auf die Klauen des Abtriebsteils. Das Antriebsteil und das Abtriebsteil sind im allgemeinen scheibenförmig ausgebildet, und die Klauen sind am Umfang des An- und Abtriebsteils gleichmäßig verteilt angeordnet, so daß sie ineinandergreifend Zwischenräume für die Übertragungskörper freilassen. Die Übertragungskörper werden durch die