DE4038470A1 - Torsionssteife flexible wellenkupplung mit daempfung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf bewegliche Wellenkupp­ lungen entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bekannt sind Kupplungen, die mit je einer Nabe auf den beiden zu verbindenden Wellenenden befestigt werden und deren beiden Naben durch metallfederelasti­ sche Elemente verbunden sind, wie z. B. Balg-, Feder­ scheiben-, Federlaschenkupplungen. Diese Kupplungen gleichen Fluchtungsfehler der Wellenenden aus. Sie sind so ausgelegt, daß ihre metallfederelastischen Elemente bei der Drehmomentübertragung nur im Bereich der Hooke′schen Geraden belastet werden, die Drehwinkel­ übertragung also hysteresefrei erfolgt. Mangels Hyste­ rese können sie natürlich beim Auftreten von Schwingun­ gen im Drehmoment-Drehwinkel-Übertragungssystem keine dämpfende Wirkung ausüben. So wünschenswert die Hyste­ resefreiheit an sich ist, so sehr begrenzt sie jedoch z. B. bei geschlossenen Drehzahlregelkreisen die Höhe des einstellbaren Verstärkungsfaktors erheblich.

Die Erfindung hat es sich deshalb zur Aufgabe ge­ macht, Kompromißlösungen zwischen totaler Hysteresefrei­ heit und Dämpfung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß parallel zur metallfederelastischen Verbindung der beiden Naben eine hysteresebehaftete Verbindung ausgeführt wird. Da­ bei kann eine Hysterese sowohl durch innere Werkstoff­ reibung eines, mehrere oder aller der Parallelverbin­ dungs-Elemente erzeugt werden, als auch durch Ober­ flächenreibung zwischen den Parallelverbindungs-Elemen­ ten untereinander und/oder mit den Naben, als auch durch gleichzeitige Anwendung mehrerer der genannten Möglichkeiten. Umfangreiche Versuche haben ergeben, daß sich die Dämpfung ausreichend genau dosieren läßt, ohne daß ungewöhnliche Werkstoffe oder den üblichen Ferti­ gungsaufwand übersteigende Toleranzen erforderlich sind.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfin­ dungsgemäßen Kupplung. Die Kupplung ist in der Regel aus den Naben (1) und (8), metallfederelastischen Ele­ menten (2) und (7) und häufig einem Zwischenstück (4) aufgebaut. Das Dämpfungsverhalten entsteht erfindungs­ gemäß durch die zusätzliche Verbindung der beiden Na­ ben (1) und (8) über mindestens ein Dämpfungselement (3) und ein Kopplungsstück (5). In diesem Übergang von Nabe (1) zum Kopplungsstück (5) mittels des Dämpfungs­ elementes (3) wird eine, aus der bei Drehmomentbelas­ tung entstehenden relativen Winkelbewegung der beiden Naben zueinander resultierenden Reibungsarbeit erzeugt. Diese Arbeit kann sowohl im Kontaktbereich von Dämp­ fungselement (3) und Nabe (1) bzw. von Dämpfungselement (3) und Kopplungsstück (5) in Form von Oberflächenrei­ bung als auch im Dämpfungselement (3) selbst in Form von innerer Werkstoffreibung geleistet werden.

Die Ausführung und Auslegung der Dämpfungselemente (3) richtet sich deshalb nach der gewünschten Dämp­ fung.

Eine der vielen erfindungsgemäßen Lösungen zeigt

Fig. 2. Darin verwendet man für ein Dämpfungselement (3) gummielastischen Werkstoff, wobei hier Oberflächen­ reibung und/oder innere Werkstoffreibung dämpfend wir­ ken.

In Fig. 3 ist als weitere erfindungsgemäße Lösung ein hoch viskoses Material als Dämpfungselement (3) eingesetzt, bei dem die Dämpfung hauptsächlich durch Werkstoff- bzw. Flüssigkeitsreibung erzeugt wird, wo­ bei diese durch die Reibung der Dichtungen (6) unter­ stützt werden kann.

Ebenfalls nur beispielhaft ist Fig. 4, worin das Kopplungsstück (5) mit torsionsschwingungsdämpfenden Eigenschaften versehen und direkt mit den Naben (1) und (8) verbunden ist. Hier entsteht die Dämpfung durch innere Werkstoffreibung im Kopplungsstück (5) und/oder durch Oberflächenreibung zwischen Nabe (1) bzw. (8) und Kopplungsstück (5). Natürlich können dann die Dämpfungs­ elemente (3) gänzlich entfallen.

Von der Fülle der möglichen erfindungsgemäßen Vari­ anten sei noch die erwähnt, bei der die Naben (1) und (8) axial so ausgebildet werden, daß sie direkt über ein Dämpfungselement (3) miteinander verbunden werden können, und so ein Kopplungsstück (5) überflüssig machen. Fig. 5 zeigt den erfindungsgemäßen Lösungsweg bei Kupplungen mit Bälgen als metallfederelastisches Ver­ bindungselement.

In Fig. 6 dienen Federscheiben als metallfederela­ stisches Verbindungselement.

Die in Fig. 7 dargestellte erfindungsgemäße Variante unterscheidet sich von den zwei vorstehenden durch die beidseitige Anordnung der Dämpfungselemente (3). Diese Balgkupplung ist praktisch ausgeführt und auch erfolgreich getestet worden.

Die Dämpfungswerkstoffe (gummielastisch, hoch viskos, usw.) sind nicht Gegenstand dieser Erfindung, dies eben­ so wenig wie die bekannten Verbindungstechniken (Klemmen, Schrauben, Kleben, Anvulkanisieren usw.) für die Verbin­ dung der Parallelverbindungs-Elemente.

Claims (1)

1. Torsionssteife flexible Wellenkupplung zur Verbindung nicht fluchtender Wellen, bei der die beiden Naben durch ein oder mehrere metallfederelastische Elemente bezüglich der Drehbewegung hysteresefrei miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dieser hyteresefreien Verbindung noch eine hysteresebehaftete Verbindung ausgeführt wird.