DE3910502C2 - Elastische Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung zum Ausgleich von Stößen, Schwingungen und Wellenverlagerungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Kupplung ist aus DE-GM 19 65 000 bekannt. Diese Kupplung weist hantelförmige Kunststoffpuffer auf, in die Haltenocken von außen und innen hineinragen, wodurch die Kupp­ lung durchschlagsicher ist. Da die elastischen Puffer vorwie­ gend auf Druck beansprucht werden, sind diese Kupplungen auch verhältnismäßig verdrehsteif. Somit können Drehschwingungen auch nur in begrenzten Bereichen erfolgreich gedämpft werden.

Aus der GB-PS 15 80 551 ist eine elastische Kupplung bekannt, deren Puffer radial innen und außen mit trapezförmigen Elemen­ ten versehen sind, die sich in entsprechend geformte Taschen einer Kupplungshälfte erstrecken. Zwischen den trapezförmigen Elementen weisen die Puffer in Umfangsrichtung beidseitig eine Einschnürung auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Kupplung so weiter zu bilden, daß sie eine geringere Verdrehsteifigkeit aufweist, also größere Bereiche von Drehschwingungen zu dämpfen vermag, ohne daß die Übertragungsfähigkeit der Kupplung gemin­ dert wird und außerdem nicht durchschlagsicher ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 ge­ löst. Durch die Anordnung von radial nach innen und außen sich erstreckender trapezförmiger Elemente, die in Taschen einer ersten Kupplungshälfte eingreifen und das Drehmoment auf diese übertragen, können im Zerstörungsfall der Puffer die Mitnehmer einer zweiten Kupplungshälfte frei durchdrehen, so daß es zu keinen metallischen Berührungen der beiden Kupplungshälften miteinander kommt. Durch die spezielle Konstruktion der elastischen Kunststoffpuffer werden diese im wesentlichen auf Biegung beansprucht, so daß die Federcharakteristik einer derartigen Kupplung weniger progressiv verläuft und insgesamt weniger verdrehsteif ist. Eine umlau­ fende Kehlnut an der Verbindungsstelle zwischen dem eigentlichen auf Biegung belasteten Puffer und dem Nocken verhindert eine Rißbildung an dieser Verbin­ dungsstelle. Dadurch wird die Lebensdauer der elastischen Puffer erheblich ver­ bessert.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispieles näher beschrieben.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Puffers;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Puffers mit Schnitt durch eine Kehlennut entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 Schnitt durch einen Puffer entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 Vorderansicht einer ersten Kupplungs­ hälfte; im oberen Teil mit Puffern be­ stückt, im unteren Teil ohne Puffer;

Fig. 5 Vorderansicht einer zweiten Kupplungs­ hälfte;

Fig. 6 eine Schnittansicht einer funktionsmä­ ßig zusammengesetzten ersten und zwei­ ten Kupplungshälfte;

Fig. 7 einen vergrößerten Ausschnitt im Be­ reich Puffer, Mitnehmer.

In eine erste Kupplungshälfte 1 sind auf einem Kreisbogen in dafür vorgese­ hene Taschen 2 Puffer 3 mit ihren radial nach innen und außen sich erstrecken­ den trapezförmigen Elementen 5 eingesetzt. Die Puffer tragen in Umfangsrichtung des Kreisbogens auf dem sie eingesetzt sind, beidseitig je einen Nocken 4, wel­ che in radialer und axialer Richtung frei angeordnet sind, d. h. daß diese sich zum ersten Kupplungsteil relativ bewegen können. Zwischen je zwei Nocken 4 zwei­ er benachbarter Puffer 3 greift ein Mitnehmer 8 einer zweiten Kuppllungshälfte 7 ein. Bei der Drehmomentübertragung vom Mitnehmer 8 auf den Puffer 3 wird der Nocken 4 im wesentlichen auf Druck belastet, während der Puffer 3 eine Biegebe­ anspruchung erfährt. Der Puffer 3 überträgt über die Elemente 5 die eingeleiteten Kräfte mittels der Taschen 2 auf die erste Kupplungshälfte. Der Nocken 4, welcher auf der abgewandten Seite des Mitnehmers 8 liegt, bleibt im wesentlichen unbelastet. Dadurch, daß die Verbindung der Puffer mit der ersten Kupplungshälf­ te über Elemente 5 erfolgt, welche in radial innen und außen liegende Taschen 2 sich befinden, kann bei der Zerstörung der Puffer die zweite Kupplungs­ hälfte 7 gegenüber der ersten Kupplungshälfte 1 frei durchdrehen, ohne daß sich die Kupplungshälften berühren. Somit wird, wie gewünscht, ein Durchschlagen er­ möglicht.

Die Puffer 3 tragen an der Verbindungsstelle zu den Nocken 4 eine umlaufende Kehlnut 6. Diese Kehlnut hinterschneidet den Nocken 4 um den Betrag "Y". Außerdem hinterschneidet die Kehlnut 6 an der Verbindungsstelle des Puffers 3 mit dem Element 5, das Element 5 in Axialrichtung der Kupplung um den Betrag "X". Diese Kehlnut bewirkt im wesentlichen, daß die Spannungsspitzen bei Be­ lastung der Puffer, wobei diese sich durchbiegen, an der Verbindungsstelle zwischen Puffer und des nicht an der Drehmomentübertragung beteiligten Nockens 4 abgebaut werden. Hierdurch kann die Lebensdauer der Puffer erhöht werden.

Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, wenn die Kehlnut 6 im Querschnitt gesehen, ein Kreisprofil aufweist. Der Radius des Kreisprofiles der Kehlnut 6 ist mit "R" gekennzeichnet. Um scharfkantige Ecken mit hohen Spannungsspitzen zu vermeiden, verläuft die Kehlnut 6 an den Nockenecken 9 nicht rechtwinkelig ,sondern auf einer Bogenbahn. Der Radius dieser Bogenbahn im Kehlnut­ grund ist mit "A" gekennzeichnet.

Die Puffer 3 sind mittels Elemente 5 in der ersten Kupplungshälfte 1 einge­ spannt. Bei Belastung wird der Puffer 3 auf Biegung belastet. Die freie Biege­ länge zwischen den Elementen 5 ist mit "L" gekennzeichnet. Die Durchbiegung der Puffer hängt also im wesentlichen von der Biegelänge "L" ab. Somit steht der Radius "R" der Kehlnut 6 so wie die Hinterschneidungen der Elemente 5 "X" und der Nocken 4 "Y" hierzu in einer Abhängigkeit. Da die Verteilung der Belastung insbesondere bei Überbelastung der Kupplung innerhalb der Verbindungsstelle zwischen Nocken 4 und Puffer 3 nicht gleichmäßig ist, kann es für derartige Fälle vorteilhaft sein, wenn die Hinterschneidung "Y" der Nocken 4 an der radial außen liegenden Seite größer gewählt wird, als an der radial innen liegenden Seite. Auch muß die Hinterschneidung "Y" an den radial verlaufenden Flanken der Nocken 4 nicht genauso groß sein, wie an den radial innen oder außen liegenden Seiten. Dieses ist auch belastungs- und werkstoffabhängig.

Bezugszeichenliste

1

erste Kupplungshälfte

2

Tasche

3

Puffer

4

Nocken

5

Element

6

Kehlnut

7

zweite Kupplungshälfte

8

Mitnehmer

9

Nockenecke
ARadius des Kehlnutgrundes
LBiegelänge des Puffers (

3

)
RRadius der Kehlnut (

6

)
XHinterschneidung des Element (

5

)
YHinterschneidung des Nocken (

4

)

Claims (5)

1. Elastische Kupplung mit auf einem Kreisbogen einer ersten Kupplungs­ hälfte (1) angeordneten elastischen Puffern (3), die in der ersten Kupp­ lungshälfte formschlüssig eingespannt sind und die in beiden Umfangs­ richtungen je einen Nocken (4) aufweisen, die in Axial- und Radial­ richtung frei angeordnet sind, so daß durch die jeweils zwischen zwei Nocken angeordnete Mitnehmer (8) einer zweiten Kupplungshälfte (7) die Nocken (4) bei Belastung sich axial und radial unter elastischer Ver­ formung bewegen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffer (3) mittels trapezförmiger, radial nach innen und außen sich erstreckender Elemente (5) in entsprechende Taschen (2) der ersten Kupplungshälfte (1) eingespannt sind und die Puffer (3) an jeder Ver­ bindungsstelle mit einem Nocken (4) eine umlaufende Kehlnut (6) mit im Querschnitt gerundetem Profil aufweisen und die Kehlnut (6) die trapez­ förmigen Elemente (5) und die Nocken (4) hinterschneidet.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehlnut (6) etwa ein Kreisprofil hat mit einem Radius "R" von 7,5-15% von der Biegelänge "L" der Puffer (3) und die Hinterschneidung "X" der Elemente (5) 50-60% und die Hinterschneidung "Y" der Nocken (4) 25-75% des Radius "R" beträgt.

3. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehlnut (6) etwa ein Kreisprofil hat mit einem Radius "R" von etwa 10% von der Biegelänge "L" der Puffer (3) und die Hinterschneidung "X" etwa 56% und die Hinterschneidung "Y" 40-70% des Radius "R" beträgt.

4. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehlnut (6) in Längsrichtung im Bereich der Nockenecken (9) im Nutgrund einen Radius "A" aufweist, der etwa dem im Querschnitt gese­ henen Krümmungsradius im Kehlnutgrund entspricht.

5. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kehlnuten (6) in ihren radial verlaufenden Abschnitten in der Weise eine leichte Krümmung aufweisen, daß der Puffer (3) in der Vorderansicht (Fig. 1) eine nach außen gewölbte Form erhält.