DE3729975A1

DE3729975A1 - Elastische wellenkupplung

Info

Publication number: DE3729975A1
Application number: DE19873729975
Authority: DE
Inventors: Ilie Chivari
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-08
Filing date: 1987-09-08
Publication date: 1989-03-16

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung enthaltend

(a) eine erste Kupplungshälfte, die einen Außenring bildet,
(b) eine zweite Kupplungshälfte und
(c) eine Blattfederanordnung von radialen Blattfedern, durch welche die erste Kupplungshälfte mit der zweiten Kupplungshälfte drehelastisch verbunden ist.

Solche Wellenkupplungen dienen dazu, Drehschwingungen eines umlaufenden Teiles aufzunehmen und von einem anderen, damit gekuppelten umlaufenden Teil fernzuhalten. Üblicherweise müssen auch Vorkehrungen getroffen werden, die Drehschwingungen zu dämpfen. Die Wellenkupplung der vorliegenden Art ist aus Metallteilen aufgebaut. Gegenüber elastischen Wellenkupplungen mit Gummiteilen hat der vorliegende Typ von Kupplung den Vorteil, daß keine Walkarbeit in Gummi stattfindet, durch welche die Gummiteile erwärmt und ggf. zerstört werden können.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Durch die DE-OS 27 03 481 ist eine elastische Wellenkupp lung bekannt, bei welcher eine antriebseitige erste Kupplungshälfte einen Außenring enthält. An diesem Außenring sind radial nach innen ragende Blattfedern oder Blattfederpakete festgeklemmt. Die Blattfedern ragen in Ausnehmungen einer zentralen, abtriebseitigen Kupplungs hälfte. Durch Deckelteile ist eine abgeschlossene Kammer gebildet, die mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist und die durch die Blattfedern und zwischen den Blattfedern angeordnete Stützkörper in Teilkammern unterteilt ist. Die Teilkammern sind über gedrosselte Verbindungskanäle miteinander verbunden. Beim Arbeiten der Wellenkupplung, bei welchem die Blattfedern sich durchbiegen und die Kammern zwischen Blattfedern und Stützkörpern ihr Volumen verändern, wird die Dämpfungsflüssigkeit durch die gedrosselten Kanäle gedrückt. Dadurch erfolgt eine Dämpfung.

Ähnliche Wellenkupplungen zeigen die DE-PS 7 49 197, die DE-AS 12 06 219, die DE-PS 12 02 590 sowie auch die DE-PS 12 22 324 und die DE-AS 21 54 796. Bei allen diesen elastischen Wellenkupplungen sind die Blattfedern an Außenringen der antriebseitigen Kupplungshälfte angeklemmt und ragen in Ausnehmungen einer zentralen, abtriebseitigen Kupplungshälfte.

Bei der bekannten Wellenkupplung treten im Bereich der abtriebseitigen, zentralen Kupplungshälfte recht erhebli che Kräfte auf. Das Drehmoment wird dort nämlich an einem im Vergleich zur Antriebseite kleinen Radius übertragen. Es wäre wünschenswert, dort ein Federpaket mit einer Mehrzahl von Blattfedern abgestufter Länge festzu klemmen. Der Umfang der zentralen Kupplungshälfte ist aber entsprechend dem kleineren Radius auch kleiner. Es könnten daher entsprechend weniger der relativ dicken Federpakete festgeklemmt werden.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elastischen Wellenkupplung der eingangs definierten Art

- eine hohe Drehelastizität zu erzielen und
- die Kräfte zwischen den Blattfedern und der abtriebseitigen Kupplungshälfte zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(d) die zweite Kupplungshälfte axiale Klauen aufweist, die in Winkelabstand voneinander in den Außenring der ersten Kupplungshälfte hineinragen,
(e) die Blattfederanordnung einen Stern von Blattfedern bildet und
(f) ein Teil der Blattfedern an ihren äußeren Enden mit dem Außenring der ersten Kupplungshälfte und der andere Teil der Blattfedern an ihren äußeren Enden mit den Klauen der zweiten Kupplungshälfte verbunden sind.

Auf diese Weise greifen auch abtriebseitig Blattfedern mit ihren äußeren Enden, also in relativ großem Abstand von der Umlaufachse, an der abtriebseitigen, zweiten Kupp lungshälfte an. Die dabei zwischen Blattfedern und Kupplungshälfte wirksamen Kräfte werden dadurch reduziert. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt senkrecht zur Umlaufachse einer elastischen Wellenkupplung, und zwar längs der Linie C-D von Fig. 2

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie A-B von Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Querschnitt einer elastischen Wellenkupplung ähnlich Fig. 1, und zwar längs der Linie G-H von Fig. 4.

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie E-F von Fig. 3.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

In Fig. 1 und 2 ist mit 10 eine erste Kupplungshälfte bezeichnet. Die erste Kupplungshälfte 10 enthält einen Außenring 12. Der Außenring 12 sitzt am Umfang eines Flansches 14. An dem Außenring 12 ist auf der dem Flansch 14 gegenüberliegenden Seite ein ringscheibenförmiger Stirnseitenteil 16 mittels Schrauben 18 befestigt. Der Stirnseitenteil 16 bildet eine Nabe 20. Auf dem Außenring 12 ist über eine Keilverzahnung 22 ein Ring 24 gelagert. Der Ring 24 trägt einen Befestigungsflansch 26. Der Befestigungsflansch kann mit einem umlaufenden Teil, beispielsweise einem Schwungrad, verschraubt werden.

Mit 28 ist eine zweite Kupplungshälfte bezeichnet. Die zweite Kupplungshälfte 28 enthält einen Flansch 30. An dem Flansch 30 sitzen axiale Klauen 32, die in den Außenring 12 hineinragen. Die Klauen 32 sind in gleichen Winkelab ständen voneinander angeordnet. Die Klauen 32 sind mit zylindrischen Außenflächen 34 in der dazu komplementären Innenfläche des Außenringes 12 geführt. Die erste Kupplungshälfte 10 weist auf der Innenfläche des Außenrin ges 12 radial nach innen ragende Leisten 36 auf. In der dargestellten Ruhestellung sind die Leisten 36 in der Mitte zwischen den Klauen 32 der zweiten Kupplungshälfte 28 angeordnet.

An dem Flansch 30 der zweiten Kupplungshälfte 28 sitzt ein zentraler Lagerzapfen 38. Die Nabe 20 des Stirnseitenteils 16 ist über ein Gleitlager 40 auf dem Lagerzapfen 38 gelagert. Dadurch bilden die erste und die zweite Kupplungshälfte 10 bzw. 28 eine abgeschlossene Kammer 42 (Fig. 2).

An den Lagerzapfen 38 schließt sich ein Zapfen 44 kleineren Durchmessers an, der mit einer Keilverzahnung 46 verbunden ist. Auf der Keilverzahnung 46 sitzt ein Rad 48. Das Rad 48 ist mit einer Keilverzahnung 50 in einer Hülse 52 geführt. Die Hülse 52 weist einen Flansch 54 auf. Der Flansch 54 kann mit einem zweiten umlaufenden Teil, beispielsweise einer Welle, verschraubt werden.

An dem Flansch 14 der ersten Kupplungshälfte 10 sitzt ein zentraler Lagerzapfen 56. Auf diesem Lagerzapfen 56 ist eine Blattfederanordnung 58 drehbar gelagert. Die Blattfederanordnung besteht aus zwei axial aneinander anschließenden, integralen, sternförmigen Teilen aus Federstahl. Jeder der Teile weist radiale Blattfedern 60, 62, 64, 66, 68 sowie 70, 72, 74, 76, 78 auf. Alle Blattfe dern sind in gleichen Winkelabständen von 36° voneinander an einer Nabe 80 angeordnet. Die Blattfedern 60, 62, 64, 66 und 68 sind mit der ersten Kupplungshälfte 10 verbunden. Die Blattfedern 70 bis 78 sind an ihren äußeren Enden mit den Klauen der zweiten Kupplungshälfte 28 verbunden. Die Blattfedern 60 bis 78 sind in gleichen Winkelabständen von 36° an der Nabe 80 angebracht. Dabei ist abwechselnd eine Blattfeder mit dem Außenring 12 und die benachbarte Blattfeder mit einer Klaue 32 verbunden.

Die Klauen 32 weisen axiale Lagerbohrungen 82 auf. Die Lagerbohrungen 82 sind radial einwärts zu den Blattfedern hin offen, so daß Schlitze 84 gebildet werden, die sich rinnenartig erweitern. In den Lagerbohrungen sind zylindrische Führungskörper 86 drehbar gelagert. Die Führungskörper weisen Längsschlitze 88 auf, in welchen die äußeren Enden der Blattfedern 60 bis 68 geführt sind. Die Schlitze sind breiter als die Dicke der äußeren Enden der Blattfedern 60 bis 68, so daß sich die Führungskörper 86 mit diesen Enden begrenzt drehen können, wobei die Enden längsverschiebbar in den Längsschlitzen 88 der Führungs körper 86 geführt sind.

In entsprechender Weise weisen die Leisten 36 auf der Innenfläche des Außenringes axiale Lagerbohrungen 90 auf. Die Lagerbohrungen 90 sind ebenfalls radial einwärts zu den Blattfedern hin offen, so daß Schlitze 92 gebildet werden, die sich rinnenartig erweitern. In den Lager bohrungen 90 sind zylindrische Führungskörper 94 drehbar gelagert. Die Führungskörper 94 weisen Längsschlitze 96 auf, in welchen die äußeren Enden der Blattfedern 70 bis 78 geführt sind. Auch hier sind die Schlitze 92 breiter als die Dicke der äußeren Enden der Blattfedern 70 bis 78, so daß sich die Führungskörper 94 mit diesen Enden begrenzt drehen können. Auch hier sind dabei die Enden längsverschiebbar in den Längsschlitzen 96 der Führungs körper 94 geführt.

An der Nabe 80 der Blattfederanordnung 58 sind zwischen den Blattfedern z B. 62 und 72 oder 72 und 64 Stützkörper 98 mittels Schrauben 100 angebracht, an denen die Blattfedern mit zunehmender Durchbiegung auf einem zunehmenden Teil ihrer Länge zur Anlage kommen.

Die Blattfedern 60 bis 78 unterteilen die innerhalb der Kupplungshälften 10 und 28 gebildete, abgeschlossene Kammer 42 in Teilkammern 102 bis 118.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist an der ersten Kupplungshälfte 10 ein zentraler Druckmittelanschluß 120 mit einem Rückschlagventil 122 vorgesehen. Über diesen Druckmittelanschluß 120 ist Dämpfungsflüssigkeit in einen Kanal 124 förderbar, der in dem Lagerzapfen 56 verläuft. Der Kanal 124 ist mit Teilkammern 102 bis 118 verbunden. Auf diese Weise wird die Kammer 42 mit Dämpfungsflüssig keit gefüllt.

In der ersten Kupplungshälfte 10, nämlich im Bereich des Stirnseitenteils 16 ist auf der den Teilkammern 102 bis 118 abgewandten Seite des Flansches 30 der zweiten Kupplungshälfte 28 ein Ringkanal 126 gebildet. Der Ringkanal 126 steht über drosselnde Verbindungsbohrungen 128 im Flansch 30 der zweiten Kupplungshälfte 28 mit den Teilkammern 102 bis 118 in Verbindung. Zusätzliche Verbindungsbohrungen 130 sind im Bereich der mit der ersten Kupplungshälfte 10 verbundenen Blattfedern 60 bis 68 vorgesehen. Diese zusätzlichen Verbindungsbohrungen 130 sind durch die Schmalseiten dieser Blattfedern 60 bis 68 in deren unausgelenktem Zustand abgedeckt.

In dem Flansch 30 der zweiten Kupplungshälfte 28 ist ein weiterer mit allen Teilkammern in Verbindung stehender Kanal 132 gebildet. Dieser Kanal 132 steht über Drosseln 134 mit einem in der zweiten Kupplungshälfte 28 geführten Rücklaufkanal 136 in Verbindung.

Mit 138 ist ein drosselnder Kanal bezeichnet, der die Teilkammern 102 und 104 miteinander verbindet.

Wie oben schon beschrieben, ist der Flansch 30 der zweiten Kupplungshälfte axialbeweglich. Der Flansch 30 ist auf seiner der ölgefüllten Kammer 42 abgewandten Seite an einem mit der ersten Kupplungshälfte 10, nämlich deren Stirnseitenteil 16, verbundenen Reibbelag 138 abgestützt.

Die beschriebene elastische Wellenkupplung wirkt wie folgt:

Drehmomente werden elastisch von der ersten Kupplungshälf te 10 über die Blattfedern 60 bis 68 auf die an der ersten Kupplungshälfte 10 gelagerte Nabe 80 und von der Nabe 80 über die Blattfedern 70 bis 78 auf die zweite Kupplungs hälfte 28 übertragen. Dabei sind beide Kupplungshälften 10 und 28 in im wesentlichen übereinstimmender Weise mit den äußeren Enden der Blattfedern 60 bis 68 bzw. 70 bis 78 auf einem großen Radius verbunden.

Beim Arbeiten der Wellenkupplung verändern die Teilkammern 102 bis 118 ihre Volumina. Bei einer Bewegung der antriebseitigen ersten Kupplungshälfte im Uhrzeigersinn werden die Blattfedern 60, 62, 64, 66 und 68 im Uhrzeiger sinn relativ zu der Nabe 80 durchgebogen, während die Blattfedern 70, 72, 74, 76 und 78 in bezug auf die Nabe 80 entgegen dem Uhrzeigersinn durchgebogen werden. Es werden also die Teilkammern 118, 104, 108, 111 und 114 verkleinert und die Teilkammern 102, 106, 110, 112 und 116 vergrößert. Dämpfungsflüssigkeit wird z.B. über den Kanal 138 aus der Teilkammer 104 in die Teilkammer 102 gedrückt. Die Vertiefung 132 und der Ringkanal 126 sorgen für eine gleichmäßige Verteilung der über den Druckmittelanschluß 120 zugeführten Dämpfungsflüssigkeit. Bei der Durchbiegung der Blattfedern 60 bis 68 werden die zusätzlichen Verbindungsbohrungen 130 zu der sich vergrößernden Teilkammer, z.B. 106, freigegeben. Es wird dadurch zusätzliche Dämpfungsflüssigkeit in diese Teilkammern geleitet.

Die Verkleinerung der Teilkammern 118, 104, 108, 111 und 114 bewirkt dort eine Druckerhöhung. Dadurch wird eine axiale Kraft auf den Flansch 30 der zweiten Kupplungshälfte 28 ausgeübt, so daß dieser gegen den Reibbelag 138 gedrückt wird. Es wird durch diese Anordnung sowohl eine Flüssig keitsdämpfung als auch eine Reibungsdämpfung erzielt.

Die Wellenkupplung nach Fig. 3 und 4 ist ähnlich aufgebaut wie die Wellenkupplung nach Fig. 1 und 2, und entsprechen de Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort.

Die Klauen 140 der zweiten Kupplungshälfte 28 sind nicht in dem Außenring 12 geführt. Eine Verbindung zwischen benachbarten Teilkammern wird über Nuten 142 hergestellt, die in dem Flansch 30 der zweiten Kupplungshälfte 28 gebildet sind. Der Stirnseitenteil 16 der ersten Kupp lungshälfte 10 ist nicht auf einem Lagerzapfen der zweiten Kupplungshälfte 28 gelagert. Die Abdichtung der abge schlossenen Kammer 42 erfolgt vielmehr nur mittels einer Manschette 144 zwischen dem Stirnseitenteil 16 und der Hülse 52.

Claims

1. Elastische Wellenkupplung enthaltend

(a) eine erste Kupplungshälfte, die einen Außenring bildet,
(b) eine zweite Kupplungshälfte und
(c) eine Blattfederanordnung von radialen Blatt federn, durch welche die erste Kupplungshälfte mit der zweiten Kupplungshälfte drehelastisch verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

(d) die zweite Kupplungshälfte (28) axiale Klauen (32) aufweist, die in Winkelabstand voneinander in den Außenring (12) der ersten Kupplungshälfte (10) hineinragen, und
(e) die Blattfederanordnung (58) einen Stern von Blattfedern (60 bis 78) bildet und
(f) ein Teil der Blattfedern (60 bis 68) an ihren äußeren Enden mit dem Außenring (12) der ersten Kupplungshälfte (10) und der andere Teil der Blattfedern (70 bis 78) an ihren äußeren Enden mit den Klauen (32) der zweiten Kupplungshälfte (28) verbunden sind.

2. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die erste Kupplungshälfte (10) einen ersten Flansch (14) bildet, an dessen Umfang der Außenring (12) gebildet ist,
(b) die zweite Kupplungshälfte (28) einen zweiten Flansch (30) bildet, an deren Umfang die Klauen (32) gebildet sind,
(c) die erste und die zweite Kupplungshälfte (10, 28) zusammen eine abgeschlossene Kammer (42) bilden, welche durch die Blattfederanordnung (58) in Teilkammern (102 bis 118) unterteilt ist, wobei sich die Volumina der Teilkammern bei einer relativen Drehschwingbewegung der Kupplungshälf ten (10, 28) verändern,
(d) die abgeschlossene Kammer (42) mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist und
(e) gedrosselte Verbindungen (138) zwischen den Teilkammern hergestellt sind.

3. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (30) der zweiten Kupplungshälfte axialbeweglich geführt und auf seiner der ölgefüllten Kammer (42) abgewandten Seite an einem mit der ersten Kupplungshälfte (10) verbundenen Reibbelag (138) abgestützt ist.

4. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die erste Kupplungshälfte (10) gehäuseartig um den Flansch (30) der zweiten Kupplungshälfte herumgreift und mit einem ringscheibenförmigen Stirnseitenteil (16) auf einem Lagerzapfen (38) der zweiten Kupplungshälfte (28) gelagert ist und
(b) der Lagerzapfen (38) mit dem Flansch (30) fest verbunden und gegenüber einem Wellenflansch (54) der zweiten Kupplungshälfte (28) unverdrehbar aber axial beweglich ist und
(c) der Reibbelag (138) auf der ringförmigen Innenfläche des Stirnseitenteils (16) angebracht ist.

5. Elastische Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die radialen Blattfedern (60 bis 78) der Blattfederanordnung (58) in gleichen Winkelab ständen angeordnet sind,
(b) die Klauen (32) der zweiten Kupplungshälfte (28) in gleichen Winkelabständen, die den doppelten Winkelabständen der Blattfedern (60 bis 78) entsprechen, angeordnet sind und
(c) die äußeren Enden der Blattfedern (60 bis 78) abwechselnd an dem Außenring (12) der ersten Kupplungshälfte (10) und an den Klauen (32) der zweiten Kupplungshälfte (28) angebracht sind.

6. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) in dem Außenring (12) der ersten Kupplungshälfte (10) und den Klauen (32) der zweiten Kupplungs hälfte (28) axiale, zu den Blattfedern (60 bis 78) hin offene Lagerbohrungen (82, 90) gebildet sind,
(b) in den Lagerbohrungen (82, 90) zylindrische Führungskörper (86, 94) drehbar gelagert sind, welche Längsschlitze (88, 96) aufweisen, und
(c) die äußeren Enden der Blattfedern (60 bis 78) in den Längsschlitzen (88, 96) der Führungskörper (86, 94) radialbeweglich geführt sind.

7. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Blattfederanordnung (58) einen integralen sternförmigen Körper mit einer Nabe (80) und den davon radial vorstehenden Blattfedern (60 bis 78) aufweist und
(b) an der ersten Kupplungshälfte (10) ein zentraler Lagerzapfen (56) sitzt, auf welchem die Blattfe deranordnung (58) mit der Nabe (80) gelagert ist.

8. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Blattfedern (60 bis 78) Stützkörper (98) an der Nabe (80) angebracht sind, an denen die Blattfedern (60 bis 78) mit zunehmender Durchbiegung auf einem zunehmenden Teil ihrer Länge zur Anlage kommen.

9. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfederanordnung (58) wenigstens zwei axial aneinander anschließende, integrale, sternförmige Körper aufweist, die auf einem gemeinsamen Lagerzapfen (56) der ersten Kupplungshälfte (10) gelagert sind.

10. Elastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Kupplungshälfte (10) ein zentraler Druckmittelan schluß (120) mit einem Rückschlagventil (124) vorgesehen ist, über welchen Dämpfungsflüssigkeit in einen in dem Lagerzapfen (56) verlaufenden Kanal (124) förderbar ist, der mit den Teilkammern (102 bis 118) zwischen den Blattfedern (60 bis 78) in Verbindung steht.

11. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Kupplungshälfte (10) weiterhin auf der den Teilkammern (102 bis 118) abgewandten Seite des Flansches (30) der zweiten Kupplungshälfte (28) ein Ringkanal (126) gebildet ist, der über drosselnde Verbindungsbohrungen (128) im Flansch (30) der zweiten Kupplungshälfte (28) mit den Teilkammern in Verbindung steht.

12. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Verbindungsbohrungen (130) im Bereich der mit der ersten Kupplungshälfte (10) verbundenen Blattfedern (60 bis 68) vorgesehen sind, welche durch die Schmalseiten dieser Blattfe dern (60 bis 68) in deren unausgelenktem Zustand abgedeckt sind.

13. Elastische Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flansch (30) der zweiten Kupplungshälfte (28) ein weiterer mit allen Teilkammern (102 bis 118) in Verbindung stehender Kanal (132) gebildet ist, der über Drosseln (134) mit einem in der zweiten Kupplungshälfte (28) geführten Rücklaufkanal (136) in Verbindung steht.

14. Elastische Wellenkupplung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (32) der zweiten Kupplungshälfte (28) mit zylindrischen Außenflächen (34) in der Innenfläche des Außenringes (12) der ersten Kupplungshälfte (10) geführt sind.