DE3436599A1 - FLEXIBLE SHAFT COUPLING - Google Patents
FLEXIBLE SHAFT COUPLINGInfo
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- F16D3/60—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising pushing or pulling links attached to both parts
Description
•Χ• Χ
Flexible WellenkupplungFlexible shaft coupling
B_e SchreibungDescription
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenkupplung und betrifft insbesondere eine flexible Kupplung für die antriebsübertragende Verbindung eines Antriebs mit einer angetriebenen Vorrichtung.The invention relates to a shaft coupling and in particular relates to a flexible coupling for the drive-transmitting Connection of a drive to a driven device.
Die anbriebsübertragende Verbindung zwischen einem Motor od. dergl. und einer angetriebenen Vorrichtung erfolgt vorzugsweise über eine flexible Kupplung, insbesondere wenn die Möglichkeit des Verkantens der Motorwelle gegenüber der anzutreibenden Welle besteht. In bestimmten Anlagen, beispielsweise bei einem Bootsantrieb mit im Bootskörper gelagertem Motor und am Spiegel des Boots befestigtem Schraubengetriebe, findet vorzugsweise eine flexible Kupplung Verwendung, welche in Axialrichtung einen möglichstThe drive-transmitting connection between a motor or the like and a driven device is preferably carried out Via a flexible coupling, especially if there is the possibility of tilting the motor shaft in relation to the to be driven shaft. In certain systems, for example in the case of a boat drive with the motor stored in the hull and attached to the transom of the boat Helical gear, preferably a flexible coupling is used, which as possible in the axial direction
on kleinen Raumbedarf hat. Bei derartigen Bootsantrieben wird häufig eine Gummikupplung für die Antriebsübertragung vom Motor zum Außenbords-Schraubengetriebe verwendet. Derartige Kupplungen arbeiten zwar zumeist zufriedenstellend, sie können jedoch unter gewissen Bedingungen, z.B. bei über- on has little space requirements. In such boat drives, a rubber coupling is often used for the drive transmission from the engine to the outboard screw gear. Such clutches usually work satisfactorily, but under certain conditions, e.g. when over-
OE. mäßig starkem Verkanten oder Fluchtfehlern unter hoher Belastung versagen oder entzwei gehen. OE . moderate tilting or misalignments fail or fall in two under high loads.
Die vorliegende Erfindung schafft eine flexible Kupplung für die antriebsübertragende Verbindung der AntriebswelleThe present invention creates a flexible coupling for the drive-transmitting connection of the drive shaft
eines Motors mit einer im wesentlichen koaxial dazu angeord-30 of a motor with a substantially coaxial therewith
neten Abtriebswelle. Zu der flexiblen Kupplung gehört einlauf der Antriebswelle des Motors befestigte Schwungscheibe, welche eine zur Achse der Antriebswelle lotrocht.e ebene Fläche aufweist. Eine an der Abtriebswelle angebrachte NabeNeten output shaft. The flexible coupling includes an inlet The flywheel attached to the drive shaft of the motor, which is perpendicular to the axis of the drive shaft Has surface. A hub attached to the output shaft
hat eine der Schwungscheibe zugewandte, zur Achse der Ab-35 has one facing the flywheel, to the axis of the Ab-35
triebswelle lotrechte ebene Fläche. Ein erster Satz Federglieder, welche jeweils die Form eienr flachen Lasche haben und in zu den Achsen der Antriebswelle und der Abtriebswelle im wesentlichen lotrechten Ebenen liegen, verbindet Drive shaft perpendicular flat surface. A first set of spring links, each in the form of a flat tab and lie in planes substantially perpendicular to the axes of the drive shaft and the output shaft, connects
die Schwungscheibe rait der Nabe, An der ebenen Fläche der Schwungscheibe ist der Satz Federglieder an einer Stelle befestigt, welche in radialem Abstand zur Achse der Antriebswelle angeordnet ist. Die Befestigungsstelle desthe flywheel rait the hub, on the flat surface of the Flywheel is the set of spring links fastened at a point which is at a radial distance from the axis of the drive shaft is arranged. The attachment point of the
5'Satzes Federglieder an der ebenen Fläche der Nabe ist in radialem Abstand zur Achse der Abtriebswelle und dabei radial einwärts der Befestigungsstelle an der Schwungscheibe angeordnet.5's set of spring links on the flat surface of the hub is in radial distance to the axis of the output shaft and at the same time radially inward of the fastening point on the flywheel arranged.
Zwischen der Schwungscheibe und dem Satz Federglieder sowie zwischen der Nabe und dem Satz Federglieder ist vorzugsweise jeweils ein Abstandhalter angeordnet. Die Befestigungs stelle des Satzes Federglieder an der Schwungscheibe liegt vorzugsweise auf eienr Geraden, welche lotrecht zu einem von der Achse der Abtriebswelle durch die Befestigungsstelle des Satzes Federglieder an der Nabe verlaufenden Radius verläuft.Between the flywheel and the set of spring links and between the hub and the set of spring links is preferred each a spacer arranged. The attachment point of the set of spring links is on the flywheel preferably on a straight line which runs perpendicular to one of the axis of the output shaft through the fastening point of the set of spring members on the hub Radius runs.
In eienr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die flexible Kupplung mit dem ersten Satz identische zweite und dritte Sätze von Federgliedern auf, welche in gleichen Abständen um die Achsen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herum angeordnet sind. In a preferred embodiment of the invention the flexible coupling to the first set of identical second and third sets of spring members, which in the same Distances are arranged around the axes of the drive shaft and the output shaft.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Innen/Außenbords-Bootsantriebs mit einer flexiblen Kupplung in einer Ausführungsform der Erfindung,Fig. 1 is a partially sectioned side view an in / outboard boat drive with a flexible coupling in one embodiment of FIG Invention,
Fig. 2 eine Stirnansicht der in Fig. 1 verwendeten Kupplung undFig. 2 is an end view of the coupling used in Fig. 1 and
Fig. 3 eine Axial-Schnittansicht der Kupplung.3 is an axial sectional view of the coupling.
Zu einem in Fig. 1 dargestellten Innen/Außenbords-Boots-To an in / outboard boat shown in Fig. 1
antrieb 10 gehörtnein Viertaktmotor 11, welcher in einem Bootskörper 12 auf nicht im einzelnen dargestellten Stringern gelagert ist. Ein Außenbords-Schraubengetriebe 13 ist am Spiegel 14 des Boots befestigt. Eine Kupplung 15 dient der antriebsübertragenden Verbindung zwischen einer An-. triebswelle 16, z.B. der Kurbelwelle des Motors 11, undDrive 10 belongs to a four-stroke engine 11, which is in one Boat body 12 is mounted on stringers not shown in detail. An outboard helical gear 13 is attached to the transom 14 of the boat. A coupling 15 is used for the drive-transmitting connection between a drive. drive shaft 16, e.g., the crankshaft of engine 11, and
einer Abtriebswelle 17, d.h. der Eingangswelle des Schraubengetriebes 13· Da der Motor 11 und das Außenbords-Schraubengetriebe 13 an verschiedenen Teilen des Bootskörpers 12 befestigt sind, welche sich beim Arbeiten des Bootskörpers unter Belastung relativ zueinander bewegen können, muß die Kupplung 15 in der Lage sein die sich daraus ergebenden Fluchtfehler und axialen Bewegungen der Antriebswelle 16 und der Abtriebswelle 17 relativ zueinander aufzunehmen und auszugleichen.an output shaft 17, i.e. the input shaft of the helical gear 13 · As the engine 11 and the outboard helical gear 13 are attached to different parts of the boat hull 12, which are when the boat hull is working can move under load relative to each other, the coupling 15 must be able to the resulting To accommodate misalignments and axial movements of the drive shaft 16 and the output shaft 17 relative to one another and balance.
Zu der Kupplung 15 gehört eine an der Antriebswelle 16 befestigte Schwungscheibe 18, eine an der Abtriebswelle 17 angebrachte
Nabe 19 und drei Sätze von Federgliedern 20, welch-·-: die Schwungscheibe 18 mit der Nabe 19 verbinden. Die Federglieder
20 sind so ausgerichtet, daß sie bei der Drehung des Motors auf Zug beansprucht sind, und sind dabei flexibel,
um Fluchtfehler und Verkantungen der Eingangswelle 16 und der Abtriebswelle 17 relativ zueinander ausgleichen zu
können.
25The clutch 15 includes a flywheel 18 attached to the drive shaft 16, a hub 19 attached to the output shaft 17 and three sets of spring members 20 which connect the flywheel 18 to the hub 19. The spring members 20 are aligned so that they are subjected to tension when the motor rotates, and are flexible in order to be able to compensate for misalignments and tilting of the input shaft 16 and the output shaft 17 relative to one another.
25th
Die Schwungscheibe 18 ist im wesentlichen kreisförmig und hat einen gezahnten Rand 21 für den Eingriff eines nicht dargestellten Anlassers. An der der Nabe 19 zugewandten Seite hat die Schwungscheibe 18 eine ringförmige ebene Fläche 22 und in der Mitte eine kreisförmige Vertiefung 23. Die Schwungscheibe 18 ist mittels sechs im wesentlichen in gleichen Abständen um die mittige Vertiefung 23 herum angeordneter Schrauben 25 an einem Flansch dH am Ende der Kurbeloder Antriebswelle 16 befestigt. Nahe dem äußeren Rand der kreisförmigen ebenen Fläche 22 hat die Schwungscheibe 18 drei in gleichen Umfangsabständen darin geformte Gewindebohrungen 26 für die Befestigung der Federglieder 20.The flywheel 18 is substantially circular and has a toothed edge 21 for the engagement of a starter (not shown). At the hub 19 side facing the flywheel 18 has an annular flat surface 22 and 23 in the center of a circular recess, the flywheel 18 by means of six substantially equally spaced around the central recess 23 around arranged screws 25 to a flange dH at End of the crank or drive shaft 16 attached. Near the outer edge of the circular flat surface 22, the flywheel 18 has three threaded bores 26 formed therein at equal circumferential intervals for the attachment of the spring members 20.
Die Nabe 19 hat einen beispielsweise ringförmigen Körper 27, in welchen eine Lagerbuchse 28 und ein elastischer Ringkörper 29 eingepaßt sind. Der Nabenkörper 27 hat einen äußeren Flansch 30, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der der Vertiefung 23 der Schwungscheibe 18. Der Flansch 30 hat drei in gleichmäßigen Umfangsabständen angeordnete Bohrungen 31 für die Befestigung der Federglieder 20, Zunächst dem jeweiligen Ende der einzelnen Federglieder 20 hat der Nabenflansoh 30 jeweils einen kleinen Vorsprung 32, welcher den Einbau der Federglieder 20 in falscher Ausrichtung verhindert.The hub 19 has an, for example, annular body 27, in which a bearing bush 28 and an elastic ring body 29 are fitted. The hub body 27 has a outer flange 30, the diameter of which is slightly smaller than that of the recess 23 of the flywheel 18. The flange 30 has three bores 31, which are arranged at uniform circumferential intervals, for fastening the spring members 20, initially the hub flange 30 has a small projection 32 at each end of the individual spring members 20, which prevents the installation of the spring members 20 in the wrong orientation.
Ein an der Rückseite des Flansche 30 hervorstehendes becherförmiges Teil 33 umgibt den elastischen Ringkörper 29 und die Lagerbuchse 28. Ein am hinteren Ende der Nabe an der Außenfläche der Buchse 28 und an der Innenfläche des becherförmigen Teils 33 in Anlage befindlicher Ring 31^a hält die Lagerbuchse 28 in axialer Ausrichtung in der Nabe 19 fest. Am vorderen Ende ist die Lagerbuchse 28 in eine entsprechende Bohrung des Nabenkörpers eingeführt und da«."·· durch in axialer Ausrichtung festgehalten. An der Innenseite hat die Lagerbuchse 28 eine Keilnutverzahnung für den Eingriff mit einer Keilnutverzahnung auf der Abtriebswelle 17- Der elastische Ringkörper 29 ist vorzugsweise aus elastischem Gummi und stoffschlüssig mit der Lagerbuchse 28 verbunden. Die Lagerbuchse 28 und der elastische Ringkörper 29 sind unter Druck in das becherförmige Teil 33 eingesetzt und werden durch einen in.eienr Nut 35 an der Innenfläche des becherförmigen Teils 33 sitzenden Federring 3^ darin festgehalten. Der elastische Ringkörper 29 s.teht unter einer beträchtlichen Kompression, so daß er beträchtlichen Tprsionsbelastungen standhält und dabei gleichwohl Stoßbelastungen zwischen dem Nabenkörper und der Abtriebswelle aufzunehmen vermag. Derartige Stoßbelastungen können auftreten beim Anlassen des Motors, bei einem Anschlag der Schraube des Außenbords-Schraubengetriebes an einem Hindernis oder auch im normalen Betrieb des Antriebs.A protruding at the rear of the flange 30 cup-shaped part 33 surrounds the elastic ring body 29 and the bearing bush 28. A ring 3 1 ^ a located at the rear end of the hub on the outer surface of the bushing 28 and on the inner surface of the cup-shaped part 33 holds the bearing bushing 28 is fixed in the hub 19 in axial alignment. At the front end, the bearing bushing 28 is inserted into a corresponding bore in the hub body and is held in place in the axial direction. On the inside, the bearing bushing 28 has a spline toothing for engagement with a splined toothing on the output shaft 17 - the elastic ring body 29 is preferably made of elastic rubber and firmly connected to the bearing bush 28. The bearing bush 28 and the elastic ring body 29 are inserted under pressure into the cup-shaped part 33 and are secured by a spring ring 3 seated on the inner surface of the cup-shaped part 33 The elastic ring body 29 is under considerable compression so that it can withstand considerable torsional loads and at the same time be able to absorb shock loads between the hub body and the output shaft. Such shock loads can occur when the engine is started or when the screw of the Outboard Sc helical gear on an obstacle or in normal operation of the drive.
Die anbriebsübertragende Verbindung der Schwungscheibe 18 mit der Nabe 19 ist durch die Federglieder 20 bewerkstelligt. Die Federglieder 20 haben·, eine ausreichende Länge, um der Kupplung eine ausreichende Flexibilität zu verleihen, so daß diese Verkantungen sowie axiale Bewegungen der Wellen relativ zueinander auszugleichen vermag. Die Breite der Federglieder ist durch Erwägungen hinsichtlich ihrer Flexibilität und Ermüdungsfestigkeit bestimmt. Eine übermäßige Breite würde ihre Flexibilität beeinträchtigen, während eine zu geringe Breite zu vorzietiger Materialermüdung führen könnte. Die Stärke der Federglieder 20 ist in der Hauptsache durch Erwägungen hinsichtlich ihrer Ermüdungsfestigkeit bestimmt. Bei einer übermäßigen Stärke der Federglieder 20 ergeben sich sehr hohe Biegespannungen, welche ebenfalls zu vorzeitiger Ermüdung führen können. Durch die Verwendung von Sätzen mit jeweils wei, drei oder vier jeweils an den gleichen Stellen befestigten Federgliedern 20 läßt sich die Belastbarkeit der Kupplung innerhalb der durch vorstehende Erwägungen gesetzten Grenzen variieren.The drive-transmitting connection of the flywheel 18 with the hub 19 is accomplished by the spring members 20. The spring members 20 have a sufficient length to the Coupling to give sufficient flexibility, so that this canting and axial movements of the shafts able to balance relative to each other. The width of the spring members is determined by considerations of their flexibility and fatigue strength determined. Excessive width would affect their flexibility while too narrow a width could lead to premature material fatigue. The strength of the spring members 20 is in the Mainly determined by considerations regarding their fatigue strength. If the strength of the Spring members 20 result in very high bending stresses, which can also lead to premature fatigue. By using sets of white, three or four spring links each attached to the same places 20, the load capacity of the coupling can be within the limits set by the above considerations vary.
Die Federglieder 20 weisen nahe ihren beiden Enden Löcher für die Befestigung an der Schwungscheibe 18 und an der Nabe 19 auf. Am Flansch 30 der Nabe 19 sind die Federglieder 20 mittels Schrauben 36 befestigt, welche durch die Bohrungen 31 des Flanschs 30 gesteckt und durch Muttern 37 gesichert sind. Zwischen den Federgliedern 20 und den Köpfen der Schrauben 36 sind Ringscheiben 38 für den Schutz der Federglieder eingesetzt. An der Schwungscheibe 18 sind die Federglieder 20 mittels in die Gewindebohrungen der Scheibe 18 eingeschraubter Schrauben 39 befestigt. Zwischen den Federgliedern 20 und der Schwungscheibe 18 angeordnete Ringscheiben 40 dienen-als Abstandhalter, um ein Reiben der Federglieder 20 am Rand der mittigen Vertiefung 23 zu verhindern. Weitere Ringscheiben 41 sind zwischen den Köpfen der Schrauben 39 und den Federgliedern 20 vorgesehen. Die Vorsprünge 32 am Flansch 30 der Nabe 19 gewährleisten, daß die Federglieder 20 in der richtigen Ausrichtung montiertThe spring members 20 have near their two ends holes for attachment to the flywheel 18 and to the Hub 19 on. On the flange 30 of the hub 19, the spring members 20 are fastened by means of screws 36, which through the bores 31 of the flange 30 are inserted and secured by nuts 37. Between the spring members 20 and the On the heads of the screws 36, washers 38 are used to protect the spring members. On the flywheel 18 are the spring members 20 are fastened by means of screws 39 screwed into the threaded bores of the disk 18. Between the spring members 20 and the flywheel 18 arranged annular disks 40 serve as spacers to prevent rubbing of the To prevent spring members 20 at the edge of the central recess 23. Further ring disks 41 are between the heads the screws 39 and the spring members 20 are provided. The projections 32 on the flange 30 of the hub 19 ensure that the spring members 20 are mounted in the correct orientation
werden, so daß sie für die Antriebsübertragung auf Zug beansprucht sind.are so that they are claimed to train for the drive transmission.
In der bevorzugten Ausführungsform sind die Federglieder aus SAE 1095 Federstahl geformt, um die gewünschte Federcharakteristik
zu gewährleisten- Die Federglieder werden bei ca. 780 0C in Wasser abgeschreckt und bei ca. 420 0C vergütet.
Sie sind ca. 152 mm lang, 22 ram breitLund haben eine Stärke von ca. 0,84 mm.
10In the preferred embodiment, the spring members are made of SAE 1095 spring steel are shaped to provide the desired spring characteristics to gewährleisten- The spring members are quenched at about 780 0 C in water and annealed at about 420 0 C. They are approx. 152 mm long, 22 ram wide and are approx. 0.84 mm thick.
10
Während der im Betrieb stattfindenden Antriebsübertragung können sich die Federglieder verbiegen, um damit ein Verkanten der Wellen relativ zueinander auszugleichen.During the drive transmission taking place in operation the spring members can bend in order to compensate for tilting of the shafts relative to one another.
Eine mit drei Sätzen von jeweils drei Federgliedern 20 bestückte Kupplung der beschriebenen Art wurde erfolgreich für die übertragung von 330 PS bei 4800 U/min verwendet. Eine gleichartige Kupplung mit drei Sätzen von jeweils vier Federgliedern übertrug zufriedenstellend eine Leistung von 370 PS bei 5200 U/min. Derartige Kupplungen vermögen Verkantungen bis zu wenigstens drei Winkelgraden auszugleichen. A coupling of the type described, equipped with three sets of three spring members 20 each, has been successful used for the transmission of 330 hp at 4800 rpm. A similar clutch with three sets of four each Spring links transmitted a satisfactory power of 370 hp at 5200 rpm. Such couplings are capable of Compensate for tilts up to at least three degrees.
Claims (10)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |