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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Klauenkupplung mit
zwischen den in Umfangsrichtung einander überdeckenden Klauen der einen und der
anderen Kupplungshälfte angeordneten, vornehmlich druckelastischen, an den Kupplungshälften
gehaltenen einzelnen Kupplungskörpern.
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Elastische Klauenkupplungen dieser Art sind in zahlreichen Ausführungen
bekannt. Bei ihnen bestehen die jeweils zwischen einem Klauenpaar, von dem die eine
Klaue der einen und die andere Klaue der anderen Kupplungshälfte angehört, angeordneten
Kupplungselemente aus Gummi oder geeignetem Kunststoff. Die Gummielemente können
an einem Ringelement angeordnet sein oder - wovon die Erfindung ausgeht - als Einzelelemente
an den Kupplungshälften, insbesondere an den Klauen gehalten sein.
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Das elastische Verhalten der Kupplungskörper und dadurch bedingt
das elastische Verhalten der Kupplung wird den in der Praxis auftretenden Anforderungen
durch Wahl der Gummimischungen oder des für den Kupplungskörper verwendeten Kunststoffes
und/oder durch die Geometrie der ineinandergreifenden Teile so gut wie möglich angepaßt.
Es sind auch Kupplungen bekannt, bei denen die Kupplungskörper aus Stahlfedern der
verschiedenartigsten Formgebung oder aus Kombinationen von Stahl- und Kunststoff
bestehen.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß insbesondere das Resonanzverhalten
der bekannten Kupplungen verbessert werden könnte, wenn es gelingt, Kupplungskörper
mit noch stärkeren Dämpfungseigenschaften zu verwenden, als sie die bisherigen Kupplungskörper
z.B. aus Gummi oder Kunststoff aufweisen.
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Hier setzt die Erfindung ein und stellt sich die Aufgabe, eine elastische
Klauenkupplung der im Oberbegriff des Anspruches 1 in Bezug genommenen Art insbesondere
hinsichtlich ihres Resonanzverhaltens derart zu verbessern, daß trotz relativ einfach
ausgebildeter Kupplungshälften Kupplungskörper mit hohen Dämpfungseigenschaften
Verwendung finden können.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung in erster Linie und im wesentlichen
dadurch, daß mindestens einige der Kupplungskörper der Klauenkupplung aus Hydrolagern
bestehen und daß die zueinander weisenden Flächen der an sie angrenzenden Klauen
zumindest im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
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Die wesentlichen, an den Klauen der Kupplungshälften vorzunehmenden
Maßnahmen bestehen lediglich in der weitestgehend parallelen Anordnung der zueinander
weisenden Flächen benachbarter Klauen der einen oder der anderen Hälfte.
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Zwischen die derart planen Anlageflächen lassen sich auf einfache
Weise die Hydrolager anordnen, z.B. anschrauben.
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Solche Hydrolager sind bislang nur im Fahrzeugbau als Stoßdämpfer
zur Lagerung von Verbrennungsmotoren bekannt. Die Erfindung greift dieses für den
genannten Spezialanwendungsfall vorhandene Maschinenelement auf, um in Verbindung
mit
zwei sehr einfach gestalteten Kupplungshälften eine elastische
Klauenkupplung zur Verfügung zu stellen, die die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe äußerst fortschrittlich löst.
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Im Rahmen der Erfindung liegen im wesentlichen zwei besonders vorteilhafte
Kupplungsbauarten, von denen die erste als Kupplungskörper ausschließlich über Hydrolager
verfügt und die zweite sowohl Hydrolager als auch andere elastische, insbesondere
Gummielemente als Kupplungskörper gleichzeitig und alternierend angeordnet verwendet.
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Bei der zuletzt genannten "gemischten Bauart" ist vorgesehen, daß
in Umfangsrichtung der Kupplung Hydrolager und gummielastische Lager wie Gummi-
bzw. Gummi-Metall-Elemente einander abwechselnd als Kupplungskörper angeordnet sind,
wobei an den in Hauptdrehrichtung weisenden Flanken der Klauen der antreibenden
Kupplungshälfte Hydrolager angegeschlossen sind. Diese Bauart ist besonders günstig
für nur in einem Drehsinn ("Hauptdrehrichtung") angetriebene Kupplungen. In diesem
Fall sind der lasttragenden Kupplungsseite die Hydrodämpfer zugeordnet, während
die anspruchsloseren, im einfachsten Fall lediglich blockförmigen, Gummielemente
der nachlaufenden Kupplungsseite zugeordnet sind. Diese Kupplungskörper treten bei
der beschriebenen Belastungsart selten, so hauptsächlich bei Auftreten von Wechselmomenten,
in Wirkfunktion.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die in Umfangsrichtung
aufeinander folgenden Hydrolager in alternierender Belastungsorientierung angeordnet,
so daß sie
abwechselnd in besonders günstiger Weise auf Druck oder
(geringeren) Zug belastet werden können. Eine elastische Klauenkupplung, bei der
alle Kupplungskörper aus Hydrolagern bestehen, die alternativ auf Zug bzw. auf Druck
belastbar angeordnet sind, eignet sich in hervorragender Weise für gleiches Verhalten
in beiden Drehrichtungen. Dies gilt auch für eine Kupplung, bei der z.B. jeder zweite
Kupplungskörper von einem gummielastischen Element gebildet ist und bei der aber
ebenfalls die Hydrolager in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend alternierend montiert
sind.
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Vorteilhaft kann es sein, mindestens einige der Kupplungskörper -
Hydrolager und/oder gummielastische Kupplungskörper - unter Druckvorspannung zwischen
den Klauen anzuordnen, um für auftretende Zugbeanspruchungen eine gewisse Sicherheitsreserve
verfUgbar zu haben. Insbesondere empfiehlt sich dies z.B. bei der Verwendung von
Gummi-Metall-Elementen, deren außenseitige Metallplatten fest an den Kupplungsklauen
angebracht sind.
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Die Erfindung versteht sich am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung
zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen
zeigen: Fig. 1 einen Achsschnitt durch eine Klauenkupplung entsprechend der Schnittlinie
I-I in Fig. 2 und Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II in Fig. 1.
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Fig. 2 veranschaulicht dabei zwei verschiedene Bauformen, deren eine
auf der linken und deren andere auf der rechten Seite der Längsmittellinie L dargestellt
ist.
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Die elastische Klauenkupplung besteht aus den beiden nicht notwenigerweise
gleichgestalteten Kupplungshälften 10 und 11. Jede der beiden Kupplungshälften 10
und 11 des Ausführungsbeispiels ist als Nabe zur Steckverbindung mit einer nicht
dargestellten Welle ausgebildet. Die Kupplungshälften 10 und 11 besitzen an ihren
im Montagezustand zueinander weisenden hier flanschförmigen Seiten 12 achsparallel
gerichtete sowie im Querschnitt im wesentlichen dreieckige Klauen. Die Klauen der
Kupplungshälfte 11 sind mit 13 und die Klauen der Kupplungshälfte 10 mit 14 bezeichnet.
Wie Fig. 2 veranschaulicht, greifen Klauen 13 mit Klauen 14 alternierend ineinander,
so daß in Umfangsrichtung der Kupplung jeweils eine Klaue 14 auf eine Klaue 13 folgt.
Die zueinander weisenden Flächen 13a und 14a jeweils zweier aufeinanderfolgender
Klauen 13 und 14 verlaufen in zwei zueinander parallelen Ebenen und bilden so zwischen
sich einen an jeder Stelle gleich breiten Zwischenraum 15 aus. Jeder der Zwischenräume
15 zwischen zwei Klauen 13 und 14 ist mit einem Kupplungskörper 16 ausgefüllt.
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Bei der Ausführung auf der rechten Seite der Linie L in Fig. 2 besteht
jeder Kupplungskörper 16 aus einem Hydrolager 17, während bei der Ausführung zur
linken Seite der Linie L alternierend ein Hydrolager 17 und ein Gummi-Metall-Element
18, bestehend aus einem Gummiblock 19 und zwei an den Klauenflächen anvulkanisierten
Metallplatten 20 besteht.
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Statt dieser Gummi-Metall-Elemente könnten auch einfache, z.B.
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klotzförmige gummielastische Kupplungskörper verwendet werden, die
auf geeignete Weise form- und/oder kraftschlüssig am betreffenden Kupplungsteil
10 bzw. 11 festgelegt wären.
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Ein Hydrolager 17 umfaßt ein im wesentlichen topfförmiges Gummigehäuse
21, welches auf einer Seite von einer Membrane 22 abgedichtet ist. An die Membrane
22 ist ein Gewindestift 23 als Befestigungsmittel angeschlossen. Der Hohlraum 24
ist mit Öl gefUllt. Zur Befestigung des Hydrolagers 17 an der dem Gewindestift 22
gegenüberliegenden Seite dient ein haubenförmiger Metallkörper 25, der an dem Gummigehäuse
21 anvulkanisiert ist. Die Befestigung geschieht hier z.B. mittels Schrauben, deren
Längsachsen mit 26 bezeichnet sind. Die elastische Wand des Gehäuses 21 bildet eine
Gummifeder, die mit der hydraulischen Dämpfung in Reihe geschaltet ist. Nimmt unter
hoher Belastung der hydraulische Widerstand zu, führt dies unter Aufblähen der Kammerwand
21 zu erhöhter Dämpfung.
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Beim AusfUhrungsbeispiel sei angenommen, daß die Kupplungshälfte
10 mit den Klauen 14 der Antriebsseite der Kupplung zugeordnet ist und bezUglich
Fig. 2 im Uhrzeigersinn dreht (Pfeil 27). In diesem Falle sind die links der Linie
L angeordneten Hydrolager 17 auf Druck belastet, während bei normalem Betrieb die
Gummi-Metall-Elemente 18 praktisch entlastet sind oder bei Wechsel schwingungen
kurzzeitige Druckbelastungen erfahren.
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Die rechts der Linie L in Fig. 2 dargestellte Bauform enthält - wie
ausgeführt - ausschließlich Hydrolager 17 als
Kupplungskörper 16.
Wie ersichtlich sind diese jedoch alternierend orientiert angeordnet. Würde die
antreibende Kupplungsseite 11 in Richtung des Pfeiles 27 drehen, wären die mit 17'
gekennzeichneten Hydrolager auf Druck beansprucht, die übrigen Hydrolager 17 entlastet,
stünden aber sowohl bei auftretenden Wechselmomenten als druckbelastbare Dämpfungselemente
zur Verfügung. Bei Drehrichtungsumkehr vertauschen die Hydrolager 17 und 17' ihre
diesbezügliche Funktion. Diese Kupplungsbauform eignet sich daher insbesondere für
Kupplungen, die häufig in beiden Drehrichtungen laufen.
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Zu erwähnen bleibt noch, daß beim Ausführungsbeispiel die einzelnen
Klauen 13 und 14 jeweils einen inneren Hohlraum 28 besitzen, in dem die zum Aufschrauben
auf die Gewindestifte 23 der Hydrolager 17 bzw. der Gummi-Metall-Elemente 18 dienenden
Muttern 29 untergebracht sind.
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