DE3602538A1 - Ganzstahlkupplung mit einen federlamellenpaketkranz im vormontierten zustand haltenden huelsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible Ganzstahlkupplung, deren beide Kupplungsflansche über einen an ihnen mit Spannbolzen angeschraubten ein- oder mehrteiligen Kranz aus Federlamellenpaketen drehsteif und winkelbeweglich miteinander verbunden sind, wobei durch die für die Spannbolzen vorgesehenen Bohrungen Hülsen gesteckt sind, die auf der einen Seite mit einem eine Unterlegscheibe bildenden, angeformten Bund und auf der anderen Seite mit einer auf dem aus dem Federlamellenpaket herausragenden Ende der Hülse aufgesteckten und von der Hülse gehaltenen Unterlegscheibe die Federlamellen im vormontierten Zustand halten.

Bei solchen Ganzstahlkupplungen liegt bekanntlich der Schwachpunkt an den Befestigungsstellen durch die Spannbolzen. Sofern keine besonderen Vorkehrungen getroffen sind, treten an diesen Stellen Reib- und Kerbkorrosionen auf, die eine Ursache für Lamellenbrüche sind. Um diese Gefahren möglichst klein zu halten, hat man Paßbüchsen und Paßbolzen eingesetzt. Mittels entsprechend ausgebildeter Paßbüchsen war es außerdem möglich, in einer Vormontage die Lamellen zu dem Lamellenpaketkranz exakt zusammenzubauen. In der Praxis mit solchen Ganzstahlkupplungen, insbesondere bei der Übertragung größerer Drehmomente zeigte sich, daß diese Maßnahmen nicht ausreichten, um wirksam eine Reibkorrosion und damit eine Ursache für Lamellenbrüche zu vermeiden. Um diese Gefahr zu vermindern, hat man unter Verwendung qualitativ höherwertiger Spannbolzen versucht, durch Erhöhung ihrer Vorspannung die Lamellen stärker aufeinander zu pressen. Diese Maßnahme brachte aber nicht den erwarteten Erfolg.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexible Ganzstahlkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Gefahr von Lamellenbrüchen bezogen auf gleich dimensionierte Kupplungen vermindert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Ganzstahlkupplung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jeder Kopf bzw. jede Mutter der Spannbolzen an dem bundseitigen flanschabgewandten Ende der Hülse eine durch einen Bund vergrößerte Druckfläche hat, an die der Bund der Hülse angepaßt ist, und daß am bundfreien Ende einer jeden Hülse zwischen dem Schaft des Spannbolzens und der Unterlegscheibe ein Freiraum vorgesehen ist, in den beim Spannen des Federlamellenpaketkranzes durch die Spannbolzen Material vom in der Unterlegscheibe verschiebbaren freien Ende der Hülse verdrängbar ist.

Es wurde festgestellt, daß die Ursache für die Lamellenbrüche von unter vergleichsweise hoher Vorspannung stehender Federlamellenpaketkränzen herkömmlicher Art darauf zurückzuführen ist, daß im Übergangsbereich von der Hülse zum angeformten Bund bzw. zur Unterlegscheibe die Federlamellen im Bereich ihrer Bohrungen vor allem am Übergang von der Hülse zum angeformten Bund bzw. zur Unterlegscheibe durch beim Spannen des Schraubenbolzens sich entsprechende Preßkräfte sich derart verformt, daß die jeweils äußeren Lamellen am empfindlichen Rand ihrer Bohrungen geklemmt werden. Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird diese Gefahr erheblich herabgemindert, denn durch Verlagern eines Teils des vom Schraubenbolzen aufgebrachten Druckes vom Innenrand der Bohrung auf vom Innenrand entfernt liegende Bereiche kann es nicht mehr zu einer Klemmung und einer Materialstauchung der Hülse kommen, die in gefährlicher Weise die Lamelle im Bereich der Bohrung belastet. Am bundfreien Ende kann eine Verklemmung im Bereich der oberen Lamelle ebenfalls nicht auftreten, weil das beim Anziehen verdrängte Material der Hülse Raum zum Ausweichen findet. Wegen der Anlage der Ringscheibe am Flansch ist im übrigen hier die Belastung der Lamelle weniger kritisch als am flanschabgewandten bundseitigen Ende der Hülse.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sollte die gesamte Druckfläche der Lamellen für die Verteilung des Druckes ausgenutzt werden. In diesem Sinn sind die Durchmesser des Bundes des Kopfes bzw. der Mutter des Schraubenbolzens und der Hülse der Breite der Lamellen angepaßt.

Da die erfindungsgemäße flexible Ganzstahlkupplung darauf basiert, daß Spannbolzen hoher Qualität mit entsprechend hoher Vorspannung verwendet werden, ist es wesentlich, daß die Vorspannung optimal eingestellt wird. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine solche Einstellung erleichtert, wenn der Bund des Kopfes bzw. der Mutter des Spannbolzens oder der Hülse an seinem Rand eine Skala trägt. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann die Montage in der Weise durchgeführt werden, daß zunnächst mit einem Drehmomentschlüssel eine bestimmte Vorspannung eingestellt wird. Bei Erreichen des am Drehmomentschlüssel eingestellten Drehmomentes wird auf dem dem die Skala tragenden Bund benachbarten Bund neben der Skala eine Markierung angebracht. Jetzt läßt sich durch weiteres Spannen unter Beobachtung der Skala die gewünschte, vom Hersteller vorgegebene optimale Vorspannung wegabhängig einstellen.

Bei Übertragung eines Momentes verursachen die an den Laschen wirksamen Zugkräfte an den Anschlußstellen auf die Spannbolzen ein Kippmoment. Dadurch werden die Unterlegscheiben am Außenrand hohen Randspannungen ausgesetzt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ringscheiben gegenüber der Dimension des eingespannten Paketes vergrößert sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Querschnittes einer flexiblen Ganzstahlkupplung.

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Querschnittes einer flexiblen Ganzstahlkupplung entsprechend der Ausführung der Fig. 1, aber zusätzlich mit einer Skala zum Einstellen der Vorspannung der Spannbolzen und

Fig. 3 einen Ausschnitt eines Querschnittes einer flexiblen Ganzstahlkupplung entsprechend der Ausführung der Fig. 1, aber mit vergrößerter Unterlegscheibe.

Die in den Figuren dargestellte flexible Ganzstahlkupplung besteht aus zwei Kupplungsflanschen 1, 2, die über einen mehrteiligen Kranz aus Federlamellenpaketen 3, 4 drehsteif aber axial und winkelbeweglich miteinander verbunden sind. Über den Umfang des Kranzes ist dieser wechselweise mittels Schraubenbolzen 5 mit dem einen oder anderen Flansch 1, 2 verbunden.

Die einzelnen Lamellen eines jeden Lamellenpaketes 3, 4 sind auf einer einen Bund 6 aufweisenden Paßhülse 7 aufgefädelt und werden zwischen dem Bund 6 und einer auf der Paßhülse 7 sitzenden Unterlegscheibe 8 eingeklemmt in Position gehalten. Die Unterlegscheibe 8 wird durch eine leichte Aufbördelung 9 des freien Randes der Hülse 7 gehalten.

Der so vormontierte Kranz aus Federlamellenpaketen ist unter hoher Vorspannung durch die Spannbolzen 5 an den beiden Flanschen 1, 2 gehalten.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, entspricht der Durchmesser der Unterlegscheibe 8 der Breite des Federlamellenpaketes 4. Der an der Hülse 7 angeformte Bund 6 hat den gleichen Durchmesser. Dieser Durchmesser ist größer als der Durchmesser der Schraubenmutter 10 des Spannbolzens 5. Damit es nicht zu örtlichen Einklemmungen am Innenrand der Bohrung, insbesondere der oberen Lamelle kommt, trägt die Mutter 10 einen Bund 11, der im Durchmesser gleich dem angeformten Bund 6 ist. Zwischen der Unterlegscheibe 8 und dem Schaft 12 des Schraubenbolzens 5 ist vor dem freien Rand der Hülse 7 ein Freiraum 13, in dem beim Spannen des Federlamellenkranzes durch den Spannbolzen 5 Material der in der Unterlegscheibe 8 verschiebbaren Hülse 7 ausweichen kann.

Durch die Maßnahmen des Bundes 11 einerseits und des Freiraumes 13 andererseits wird gewährleistet, daß selbst bei hoher Vorspannung es nicht zu örtlichen Überbelastungen der Laschen im Bereich ihrer Bohrungen kommen kann. Wegen der aus diesem Grunde möglichen hohen Vorspannung wird die Gefahr von Korrosion zwischen den einzelnen Lamellen auch bei für hohe Drehmomente ausgelegte Kupplungen im Vergleich zu herkömmlichen Ganzstahl­ kupplungen erheblich vermindert.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 nur dadurch, daß der Rand des Bundes 11 eine Skala 14 trägt. An dieser Skala 14 kann nach Erreichen einer durch einen Drehmomentschlüssel aufgebrachten Vorspannung das endlich einzustellende Drehmoment wegabhängig kontrolliert werden.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 nur dadurch, daß der Durchmesser der Unterlegscheibe 8 vergrößert ist.

Claims (4)

1. Flexible Ganzstahlkupplung, deren beide Kupplungsflansche über einen an ihnen mit Spannbolzen angeschraubten ein- oder mehrteiligen Kranz aus Federlamellenpaketen dreh­ steif und winkelbeweglich miteinander verbunden sind, wobei durch die für die Spannbolzen vorgesehenen Boh­ rungen Hülsen gesteckt sind, die auf der einen Seite mit einem eine Unterlegscheibe bildenden angeformten Bund und auf der anderen Seite mit einer auf dem aus dem Feder­ lamellenpaket herausragenden Ende der Hülse aufgesteckten und von der Hülse gehaltenen Unterlegscheibe die Feder­ lamellen im vormontierten Zustand halten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kopf bzw. jede Mutter (10) der Spannbolzen (5) an dem flanschabgewandten, bundseitigen Ende der Hülse (7) ei­ ne durch einen Bund (11) vergrößerte Druckfläche hat, an die der Bund (6) der Hülse (7) angepaßt ist, und daß am bundfreien Ende einer jeden Hülse (7) zwischen dem Schaft (12) des Spannbolzens (5) und der Unterlegscheibe (8) ein Freiraum (13) vorgesehen ist, in dem beim Spannen des Federlamellenpaketkranzes (3, 4) durch die Spannbolzen (5) Material vom in der Unterlegscheibe (8) verschieb­ baren Ende der Hülse (7) verdrängbar ist.

2. Flexible Ganzstahlkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Bunde (6, 11) der Hülse (7) und des Kopfes bzw. der Mutter (10) des Schraubenbolzens (5) der Breite der Lamellenpakete (3, 4) entsprechen.

3. Flexible Ganzstahlkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (6, 11) der Hülse (7) oder des Kopfes bzw. der Mutter (10) des Schraubenbolzens (5) an seinem Rand eine Skala (14) trägt.

4. Flexible Ganzstahlkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bund (6) der Hülse (7) oder die Unterlegscheibe (8) der bzw. die an einem der Flansche (1, 2) anliegt, eine gegenüber der Breite der Lamellenpakete (3, 4) vergrö­ ßerten Durchmesser hat.