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Elastische Klauenkupplung
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Die Erfindung betrifft eine elastische Klauenkupplung für Wellen,
umfasssend zwei Gruppen von Klauen, die ineinandergreifend abwechselnd an den zu
verbindenden Wellenenden festgelegt sind und einander paarweise gegenüberliegende
Stützflächen aufweisen, sowie Dämpfungskörper aus einem gummielastischen Werkstoff,
die zwischen die Stützflächen eingefügt sind.
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Auf eine Klauenkupplung der vorgenannten Art nimmt die DE-OS 28 13
880 Bezug. Die an dem einen Wellenende festgelegten Klauen sind dabei abweichend
von den anderen Klauen ausgebildet und unter Überbrückung der in die Zwischenräume
eingreifenden, anderen Klauen von Federbändern umschlossen. Hierdurch soll den Dämpfungskörpern
der notwendige Halt verliehen werden. Die vorgeschlagenen Maßnahmen bedingen jedoch
relativ hohe Herstellkosten einer entsprechenden Klauenkupplung. Sie führen außerdem
zu einer Beeinträchtigung der relativen Beweglichkeit zwischen den beiden Hälften
der Klauenkupplung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Vergleich zu der
vorstehend beschriebenen Ausführung einfacher herzustellende Klauenkupplung zu zeigen,
die sich durch eine verbesserte relative Beweglichkeit der beiden Kupplungshälften
auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Klauenkupplung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß die Klauen und die Dämpfungskörper untereinander
jeweils identisch ausgebildet sind und daß die Stützflächen und die Dämpfungskörper
einander umgreifend ausgebildet sind.
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Die erfindungsgemäße Klauenkupplung ist bausatzähnlich aufgebaut.
Sie umfaßt im einfachsten Falle eine geradzahlige Menge von Dämpfungskörpern und
Klauen, die einander umgreifend zusammengefügt werden. Anschließend kann die Montage
erfolgen, wobei die Klauen abwechselnd an den zu verbindenden Wellenenden festgelegt
werden, beispielsweise durch eine Verschraubung mit auf den Wellenenden angeordneten
Flanschen. Eine Inbetriebnahme ist unmittelbar möglich.
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Die Klauen und die Dämpfungskörper können vor der eigentlichen Montage
zu einer Einheit zusammengefügt und durch ein auf den Außenumfang aufgelegtes Band
gegen unbeabsichtigtes Auseinanderfallen gesichert werden. Dieses kann bei
einer
ausreichend guten Dehnbarkeit, bzw. bei einer sehr leichten Zerstörbarkeit im Anschluß
an die Montage auf der Klauenkupplung verbleiben, ohne deren grundsätzliche Wirksamkeit
zu stören. Bei Ausführungen bis zu einem Durchmesser von etwa 250 mm hat sich die
Verwendung eines Gummibandes diesbezüglich als vorteilhaft bewährt.
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Bei wesentlich größer dimensionierten Ausführungen ist die Verwendung
eines Drahtes zweckmäßig. Dieser wird im Anschluß an die Montage zerschnitten und
entfernt.
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Die Stützflächen der Klauen können nach einer vorteilhaften Ausgestaltung
durch Eintiefungen derselben gebildet werden, wobei es vorgesehen ist, daß zwischen
den Eintiefungen und den Dämpfungskörpern Kompensationsräume freigelassen sind,
um die elastische Verformung der Dämpfungskörper bei der Übertragung eines Drehmomentes
nicht zu behindern. Die Federcharakteristik und Relativbeweglichkeit der Kupplungshälften
einer entsprechenden Klauenkupplung kann durch Variation der Gestalt der Eintiefungen,
der Dämpfungskörper und der Kompensationsräume verändert werden. Eine besonders
gute Weichheit bei beginnender Verformung in Verbindung mit einer guten Winkelbeweglichkeit
in Richtung der angeschlossenen Wellen ergibt sich, wenn die Eintiefungen kegelig
ausgebildet sind und die zugehörigen Dämpfungskörper kugelig. Der Kegelwinkel der
Eintiefung soll in diesem Falle jedoch nicht weniger betragen als etwa 900. Unter
Verwendung sich quer zur Rotationsachse erstreckender tonnen- oder säulenförmiger
Dämpfungskörper wurden bei einer entsprechenden Ausbildung der Eintiefungen ebenfalls
gute Ergebnisse erzielt, sowie eine Vergrößerung der Verdrehbeweglichkeit der Kupplungshäften.
Entsprechende Dämpfungskörper können gegebenenfalls eine oder mehrere Ausnehmungen
insbesondere im Bereich der Stirnflächen enthalten.
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Die Ausnehmungen bilden zusätzlich vorhandene Kompensationsräume.
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Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen,
daß die Stützflächen durch Vorsprünge der Klauen gebildet werden, daß die Dämpfungskörper
sich quer zur
Rotationsachse erstreckende Ausnehmungen aufweisen
und daß die Dämpfungskörper mit den Ausnehmungen auf die Vorsprünge aufgefädelt
sind. Die Dämpfungskörper sind bei einer solchen Ausführung von schlauchähnlicher
Gestalt.
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Sie sind zweckmäßig so dimensioniert, daß sich bei einer relativen
Verdrehung der zu verbindenden Wellenenden unter Vermeidung des Einknickens eine
Aufbauchung der in diesem Falle auf Druck belasteten Dämpfungskörper ergibt. Die
frei verformbare Länge der Dämpfungskörper soll zur Erreichung diesen Zweckes möglichst
kleiner sein als der 1,5-fache Maximaldurchmesser.
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Die Dämpfungskörper können im Hinblick auf die Erzielung einer Verbesserung
der Dauerhaltbarkeit unabhängig von ihrer speziellen Gestaltung vorgespannt montiert
werden.
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Durch diese Maßnahme wird vor allem erreicht, daß die bei der Übertragung
des Drehmomentes entlasteten Dämpfungskörper ebenso wenig wie die in diesem Falle
belasteten Dämpfungskörper eine verschleißverursachende Lageveränderung erfahren.
Das eingeleitete Drehmoment kann dadurch ohne Verursachung von Verschleiß jederzeit
reduziert und gegebenenfalls in seiner Richtung umgewechselt werden.
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Hinsichtlich des Anwendungsspektrums ist dieses Merkmal von erheblicher
Bedeutung.
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Zwischen den paarweise gegenüberliegenden Stützflächen der einzelnen
Klauen können bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Klauenkupplung gegebenenfalls
auch mehrere Dämpfungskörper angeordnet werden, beispielsweise in einer radialen
und/oder axialen gegenseitigen Zuordnung.
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Neben einer Modifizierung des übertragbaren Drehmomentes läßt sich
hierdurch eine Veränderung der Federungs-und Dämpfungseigenschaften erzielen. Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene Klauenkupplung umfaßt im einfachsten Falle nur zwei
von einander verschiedene Bauelemente. Die Klauenkupplung ist dadurch besonders
kostengünstig verfügbar und leicht zu montieren.
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Einige beispielhafte Ausführungen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Klauenkupplung sind in der in der Anlage
beigefügten Zeichnung dargestellt.
Sie werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Klauenkupplung,
bei der die Stützflächen der identisch ausgebildeten Klauen kegelig und die Dämpfungskörper
kugelförmig ausgebildet sind.
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Figur 2 eine Ausführung ähnlich Figur 1, bei der die Stützflächen
der identisch ausgebildeten Klauen mehrere in radialer Richtung aufeinander folgende,
kegelig ausgebildete Eintiefungen aufweisen mit darin angeordneten, kugelig ausgebildeten
Dämpfungskörpern.
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Figur 3 eine Ausführung ähnlich Figur 1, bei der die aus gummielastischem
Material bestehenden Dämpfungskörper tonnenförmig ausgebildet und quer zur Rotationsachse
angeordnet sind.
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Figur 4 eine Ausführung, bei der die Stützflächen durch Vorsprünge
der identisch ausgebildeten Klauen gebildet werden, auf welche schlauchförmig ausgebildete
Dämpfungskörper aufgefädelt sind.
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Die Klauen der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Klauenkupplung werden
abwechselnd an den zu verbindenden Wellenenden festgelegt, zweckmäßig an mit den
Wellenenden verbundenen Flanschen. Sie weisen sich in radialer Richtung erstreckende,
achsparallele Stützflächen auf.
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Die von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Eintiefungen umschlossenen
bzw. auf Vorsprünge aufgefädelten Dämpfungskörper werden von diesen bei Gewährleistung
einer
guten elastischen Verformbarkeit örtlich festgelegt.
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Sie vermögen auch bei Einleitung eines Drehmomentes und/ oder höherer
Drehzahlen ihre grundsätzliche Lage nicht zu verändern.
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Die Dämpfungskörper sind bei den Ausführungen nach den Figuren 1 und
2 kugelförmig ausgebildet, bei der Ausführung nach Figur 3 tonnenförmig und bei
der Ausführung nach Figur 4 schlauchförmig. Sämtliche Ausführungen haben den Vorteil
daß eine Überlastung der Dämpfungskörper insofern ausgeschlossen ist, als die einander
gegenüberliegenden Endanschläge bei Überschreitung des maximalen Verformungsgrades
der Dämpfungskörper einander berühren und das übertragene Drehmoment unmittelbar
aufnehmen.
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Eine Schädigung der Dämpfungskörper kann daher auch in diesem Falle
nicht eintreten.
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Bei Ausführungen, bei denen die Stützflächen durch Eintiefungen gebildet
werden, ist es auch möglich, diesen einen achsparallelen Verlauf zu geben, der in
radialer Richtung nach innen und in radialer Richtung nach außen durch Keilflächen
begrenzt ist.
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In Verbindung mit Dämpfungskörpern von säulenförmiger Gestalt, die
eine achsparallele Erstreckung haben, resultiert eine Vergrößerung der übertragbaren
Kräfte sowie eine gute Relativbeweglichkeit der angeschlossenen Wellenenden quer
zu ihrer Erstreckung. Diese können somit parallel verlagert sein.
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Die bei einer bestimmten Klauenkupplung zur Anwendung gelangenden
Dämpfungskörper sind identisch ausgebildet.
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Sie können je nach Belastung modifiziert sein, beispielsweise durch
Verwendung eines härteren oder weicheren Werkstoffes und/oder durch die Einbettung
und/oder Anbindung von sekundären Abstützelementen. Beispiele für entsprechende
Abstützelemente wurden bei zwei Dämpfungskörper in Figur 4 angedeutet. Sie bestehen
im einen Falle aus einem den Dämpfungskörper umhüllenden Schlauchstück aus Gummi,
im anderen Falle aus in radialer Richtung federnden Ringen, die den Dämpfungskörper
an die kegelige Abstützfläche andrücken. Beide Ausführungen bewirken so eine größere
Härte.
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