DE4304611A1 - Wellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenkupplung zum Ausgleich radialer, axialer und winkliger Verlagerungen der angeschlossenen Wellen, mit wenigstens einem biegeelasti­ schen Ausgleichselement in Form einer aus zwei in Serie ge­ schalteten scheiben- bzw. ringförmigen, an ihren Außenum­ fangsbereichen lösbar miteinander verbunden Membranen da­ durch gebildeten Tandemmembran, daß die in Axialrichtung der Kupplung im wesentlichen parallel zueinander angeordne­ ten Membranen an einem Außenumfangsbereich fest miteinander verbunden und mit ihrem jeweiligen Innenumfangsbereich an eines der beiden relativ zueinander verlagerbaren Maschi­ nenelemente angeschlossen sind.

Eine solche Membrankupplung zählt zur Kupplungsgattung der drehstarren, biegenachgiebigen Ganzmetallkupplungen und besteht in der Regel aus blechförmigen, innen- und außen befestigten Ringen, die sich bei Wellenfluchtfehlern axial oder winklig verformen können. Einen schematischen Über­ blick über Bauarten und Eigenschaften solcher Kupplungen geben K. Ehrenspiel und G. Henkel in VDI-Berichte Nr. 299, 1977, S. 161.

Die vorliegende Erfindung betrifft in erster Linie eine solche Membrankupplung, wie sie in der Literaturstelle (a.a.O. Seite 162) als Doppelkupplung mit außen angeordne­ tem Mittelstück bezeichnet ist. Dadurch werden zwei Maschi­ nenelemente wie Wellen axial, winklig und radial verlager­ bar durch die beiden mit Hilfe des Mittelstücks in Serie bzw. hintereinander geschalteten Einzelmembranen gekuppelt. Durch Serienschaltung der Membranen erhöht sich der zuläs­ sige Winkel- und Axialversatz proportional zur Zahl der Membranen. Außerdem ist bei dieser Bauform von Vorteil, daß der Verbindungsbereich am sogenannten Mittelstück im we­ sentlichen frei von Zwangskräften ist, da dieser Bereich gewissermaßen radial atmen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun im wesentlichen darin, Mittel und Wege aufzuzeigen, die es ermöglichen, eine Tandemmembran-Kupplung in Axialrichtung möglichst kurz auszuführen. Außerdem soll die Möglichkeit geschaffen wer­ den, Teile der Kupplung, so insbesondere das Verbindungs­ stück oder -rohr einer mit Hilfe von Membrankupplungsglie­ dern aufgebauten Gelenkwelle, im Schadensfall radial aus­ bauen und auswechseln zu können, also ohne die Wellen bzw. Maschinenaggregate, an denen die Kupplung angebracht ist, axial auseinanderrücken zu müssen.

Die Grundlage dieser Problemlösung ist im Kennzeichen­ teil des Anspruches 1 angegeben und besteht im wesentlichen darin, daß wenigstens eine der beiden Membranen einer Tan­ demmembran mittels einer axialverspannbaren Spannbuchsenan­ ordnung an das zugehörige Kupplungsteil wie Nabe, Flansch od. dgl. angeschlossen ist und daß die Spannbuchsen jeweils einen Hülsenabschnitt und einen endseitig daran angeformten flachen Anschlagbund aufweisen und axial derart in Bohrun­ gen der Membran eingesetzt sind, daß ihre Anschlagbunde auf der zur anderen Membran weisenden Seite liegen.

Der Anschluß der Membranen oder wenigstens einer Mem­ bran einer Tandemmembran hat zunächst den erheblichen Vor­ teil, daß auf der der anderen Membran zugekehrten Innen­ seite der einen Membran lediglich der flache und somit axial sehr kurz bauende Anschlagbund auf der inneren Ober­ fläche der Membran vorsteht. Deshalb können die beiden Mem­ branen einer Tandemmembran bei einem vorgegebenem notwendi­ gen Axialverlagerungsweg besonders dicht angeordnet werden. Aus der Tatsache, daß der Anschlagbund der Spannbuchse auf der Membraninnenseite zu liegen kommt, ergibt sich daraus, daß die Spannschraube in Axialrichtung der Kupplungsanord­ nung von der Außenseite der Tandemmembran her zu betätigen ist. Damit wird eine wesentliche Voraussetzung dafür ge­ schaffen, die Tandemmembran mit den Maschinenteilen, an denen sie anzuschließen ist, auf besonders einfache Weise vornehmen zu können. Entsprechend einfach kann sich das Auswechseln einer Tandemmembran im Schadensfall gestalten.

In konkreter Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn jede Spannbuchse ein Innengewinde zur verstellbaren Auf­ nahme einer Spannschraube aufweist und ihr Mantel mit einer Spannhülsenaufnahme, gegen die sich der Kopf der Spann­ schraube mindestens mittelbar druckschlüssig abstützt, eine spielfreie Passung bildet.

Die Spannhülsenaufnahmen können unmittelbar in dem zu­ gehörigen Kupplungsteil, z. B. einem Nabenflansch, selbst ausgebildet sein oder auch in einer als Abstandshalter zwi­ schen Membran und Kupplungsteil dienenden und mittels der Spannschrauben am Kupplungsteil verspannbaren Ringscheibe ausgebildet sein.

Die radial inneren Spannschrauben der beiden Einzel­ membrane einer Tandemmembran können auf derart unterschied­ lichen Teilkreisen angeordnet sein, daß auf zueinander wei­ senden Membranseiten derselben Tandemmembran befindliche Teile der Membran Befestigungsmittel keine Überdeckung in Radialrichtung aufweisen. Bei einer solchen Anordnung kön­ nen die Membranen einer Tandemmembran mit besonders gerin­ gem Abstand zueinander angeordnet werden, da im Zwischen­ raum zwischen den Einzelmembranen nur die Anschlagbunde der Spannbuchsen der einen Membranbefestigung angeordnet sind und nur diese bei der Auslegung der Kupplung so zu berück­ sichtigen sind, daß bei maximaler Auslenkung eine Berührung mit der anderen Membran ausgeschlossen ist.

Bei einer Wellenkupplung in Gestalt einer Gelenkwelle mit einem insbesondere rohrförmigen Verbindungsstück zwi­ schen zwei Kupplungsanordnungen ist es in diesem Zusammen­ hang vorteilhaft, wenn die an dem Verbindungsstück ange­ schlossenen Membranen gegenüber den jeweils beiden anderen Membranen die radial weiter innen angeordneten Anschlußbe­ reiche aufweisen.

Der erörterte Radialversatz der inneren Membranbefe­ stigungsmittel ist nicht zwingend notwendig, um den Membra­ nen der Tandemmembran maximalen Bewegungsspielraum bei dichtestmöglicher Zuordnung der Einzelmembranen zu gestat­ ten. Eine Alternativlösung dieses Aspektes besteht deshalb gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung darin, daß die beiden Einzelmembranen einer Tandemmembran im wesentlichen gleiche Radialabmessungen und die zugeordneten Spannschrau­ ben dementsprechend auf im wesentlichen gleichen Teilkrei­ sen liegen, diese jedoch in Umfangsrichtung derart gegen­ einander versetzt angeordnet sind, daß auf zueinander wei­ senden Membranseiten derselben Tandemmembran befindliche Teile der Membranbefestigungsmittel keine Überdeckung in Umfangsrichtung aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung wird die möglichst dichte Zuordnung der Einzelmembranen dadurch erreicht, daß - in Umfangsrichtung betrachtet - die Mem­ branbefestigungsmittel an den Innenumfangsbereichen der Membranen - in Umfangsrichtung betrachtet - alternierend auf "Lücke" angeordnet sind. Auch hier können sich also trotz sehr dichter Zuordnung der einzelnen Membranen keine gegenüberliegenden Membranbefestigungsmittel behindern.

Werden mit Hilfe einer Membrankupplung zwei Wellen - ggf. über Naben - unmittelbar miteinander gekuppelt, führt ein Bruch einer Membran zum Ausfall der Kupplung; umher­ fliegende Kupplungsteile sind hier aber nur dann zu erwar­ ten, wenn beide Membranen gleichzeitig brechen, was selten eintreten dürfte. Wesentlich problematischer äußert sich dieser mögliche Schadensfall bei Gelenkwellen mit zentralem Verbindungsrohr zwischen zwei Kupplungsanordnungen. Da die­ ses Verbindungsrohr nicht an einer Aggregatwelle, einem Schwungrad od. dgl. befestigt ist, kann es sich bei einem Membranbruch aus dem Kupplungsverbund lösen und schwere Schäden anrichten. Im Rahmen der Erfindung ist hier eine sehr einfache Lösung möglich, die Folgen eines solchen Kupplungsschadens ohne nennenswerten baulichen Aufwand zu mindern. Dies schafft die Erfindung dadurch, daß wenigstens einige der Spannschrauben, insbesondere der am Verbindungs­ stück angreifenden Spannschrauben, einen verlängerten Schraubenschaft aufweisen, der in Axialüberdeckung mit ei­ nem radial außen liegenden Überdeckungsabschnitt des an der anderen Membran angeschlossenen Kupplungsteiles tritt. Diese Lösung ist insbesondere dann zweckmäßig und vorteil­ haft, wenn die beiden Membranen einer Tandemmembran eine unterschiedliche radiale Ausdehnung besitzen. Bei identi­ schen Membranen, deren inneren Befestigungsmittel alle auf gleichen Teilkreisen liegen, ist eine Alternativlösung aber auch möglich, die darin besteht, daß das an der anderen Membran angeschlossene Kupplungsteil mit Ausnehmungen bzw. Bohrungen zum freien Eingriff der verlängerten Schrauben­ schäfte versehen ist. Hier sind die mit der Membrankupplung verbundenen Kupplungsteile sogar bei einem Lamellenbruch noch formschlüssig auf Drehmitnahme miteinander verbunden, so daß ein solches Kupplungssystem allein durch die Anord­ nung der verlängerten Schraubenschäfte und der zugehörigen Aufnahmen Notlaufeigenschaften besitzt.

Die Erfindung versteht sich im übrigen am besten an­ hand der nachfolgende Beschreibung mehrerer in den Zeich­ nungen dargestellter Ausführungsbeispiele. In den Zeichnun­ gen zeigen:

Fig. 1 eine Tandemmembrankupplung in Verbindung mit einer hochdrehelastischen Gummiringkupplung,

Fig. 1a eine Einzelheit der inneren Befestigung der beiden Membranen an der Gummiringkupplung einerseits und einer Nabe andererseits,

Fig. 2 eine Gelenkwelle mit zwei Naben und einem rohrför­ migen Zwischenstück unter Verwendung zweier Tandem­ membrananordnungen, wobei zugleich zwei unter­ schiedliche Membranbefestigungsmöglichkeiten darge­ stellt sind, von denen

Fig. 2a in vergrößertem Maßstab Befestigungsanordnungen auf radial unterschiedlichen Teilkreisen und

Fig. 2b ebenfalls in vergrößerter Darstellung die Umfangs- Abwicklung der inneren Membranbefestigungsbereiche zeigt, deren Befestigungsmittel auf denselben Teil­ kreisen angeordnet sind, und

Fig. 3 eine Doppelmembran-Gelenkwelle etwa der Art nach Fig. 2 in Verbindung mit einer hoch drehelastischen Gummiringkupplung ähnlich der in Fig. 1 dargestell­ ten.

Die in Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Wellenkupp­ lung dient zum Ausgleich radialer, axialer und winkliger Verlagerungen der - nicht dargestellten - angeschlossenen Wellen. Eine dieser Wellen ist mit einem Antriebsflansch 11 und die andere mit einer Nabe 12 jeweils mindestens mittel­ bar drehfest verbunden. Als Kupplungselemente sind bei die­ sem Ausführungsbeispiel - ausgehend von der Antriebsseite - zunächst eine hoch drehelastische Gummiringkupplung 13 und dazu in Serie geschaltet eine drehstarre Membrankupplung 14 zum Ausgleich radialer, axialer und winkliger Verlagerungen zwischen den Teilen 11 und 12 vorgesehen.

Die hoch drehelastische Gummiringkupplung 13 besteht aus zwei mit 15 bezeichneten, axial hintereinandergeschal­ teten Elementen, wie sie von der Anmelderin unter der Be­ zeichnung CENTAX-Elemente hergestellt und vertrieben wer­ den. Jedes dieser CENTAX-Elemente besteht aus zwei Flan­ schen 16 und 17 aus Qualitätsstahl mit einem jeweils dazwi­ schen anvulkanisierten, hochelastischen Kautschukring 18.

Die Membrankupplung 15 besteht aus zwei Membranen 19 und 20 in Tandemanordnung. Im unbelasteten Zustand sind diese Membranen 19 und 26 in Axialrichtung der Kupplungsan­ ordnung parallel hintereinander angeordnet. Verbunden sind sie an ihren Außenumfängen mittels zahlreich über den Um­ fang verteilter Schraubverbindungen 22, deren Schrauben­ schäfte ein Vielzahl von Distanzbuchsen 21 oder Bohrungen eines umlaufenden Distanzringes sowie die Membranen durch­ setzenden. Die eine Membran 19 ist an ihrem Innenumfangsbe­ reich mit der drehelastischen Kupplung 13 und somit mit dem Maschinenteil 11, die zweite Membran 20 mit der Nabe 12 verbunden. An den Flansch 16 der Kupplung 13 ist mit Hilfe einer ersten Verbindungsanordnung 23 die Membran 19 ange­ schlossen und mit der Nabe 12 über eine zweite Verbindungs­ anordnung 24 die Membran 20 fest verbunden. Zu jeder Befe­ stigungsanordnung gehört eine Vielzahl von axial gerichte­ ten, über den Innenumfang der Membranen 19 und 20 gleichmä­ ßig verteilt angeordneter Spannschrauben 25 bzw. 25a.

Die Verbindungsanordnung 23, mit der die erste Membran 19 an den Flansch 16 der elastischen Kupplung 13 angebracht ist, umfaßt außerdem eine Ringscheibe 26, die zugleich als Distanzring zwischen Flansch 16 und Membran 19 dient. Die­ ser Ring 26 weist eine der Anzahl der Spannschrauben 25 entsprechende Zahl von Stufenbohrungen auf, deren verjüng­ ter Abschnitt jeweils auf der von der zweiten Membran 20 wegweisenden Seite angeordnet ist und dem axialen Durch­ tritt des Gewindeschaftes der zugeordneten Spannschraube 25 dient. Der wie ersichtlich erweiterte Abschnitt der Stufen­ bohrung dient der Aufnahme einer Spannbuchse 27, die einen Hülsenabschnitt 28 und einen sehr niedrigen bzw. flachen Anschlagbund 29 aufweist. Die Außenmantelfläche des Hülsen­ abschnittes 28 bildet mit der Innenmantelfläche der zuge­ ordneten Bohrung innerhalb des Distanzringes 26 eine zylin­ drische, spielfreie Passung aus. Außerdem ist die Spann­ buchse 27 mit einem durchgehenden Innengewinde versehen, mit dem der Gewindeschaft der Schraube 25 zusammenwirkt.

Wie insbesondere aus, Fig. 1a deutlich hervorgeht, wird die Membran 19 im Bereich ihres Innenumfangs an dem Flansch 16 der elastischen Kupplung 13 also durch die axial ver­ spannbare Spannbuchsenanordnung befestigt. Dabei zieht jede Schraube bei ihrer Betätigung den Anschlagbund 29 der Spannhülse 27 gegen die Innenseite der Membran 29 und spannt diese fest zwischen sich und den Distanzring 26, an dem sich die Köpfe der Spannschrauben 25 mittelbar, und zwar hier unter Zwischenschaltung des Flansches 16 der ela­ stischen Kupplung, abstützen.

Bei dem in den Fig. 1 und 1a dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel weicht die Befestigungsanordnung 24 von der soeben erläuterten Befestigungsanordnung 23 ab. Hier ist zur Verbindung der zweiten Membran 20 mit einem Flansch 12a der Nabe 12 zwar auch eine axial verspannbare Befestigung vorgesehen, jedoch wie folgt: An den Nabenflansch 12a ist aus montagetechnischen Gründen zunächst mit Hilfe von Schrauben 30 ein Befestigungsring 36 zentriert ange­ schraubt. Dieser Ring 36 ist mit einer Vielzahl von auf ei­ nem Teilkreis angeordneter Gewindebohrungen versehen zum Eingriff der Schrauben 25a, die Bohrungen im Innenumfangs­ bereich der Membran 20 und auf der dem Ring 36 abgewandten Seite noch Buchsen 37 durchgreifen, an denen sich die Köpfe der Spannschrauben 12a abstützen. Somit wird auch die Mem­ bran 20 mit Hilfe einer Reib- bzw. Klemmschlußverbindung fest mit der Nabe 12 verbunden.

Wie aus den Fig. 1 und 1a weiter klar ersichtlich ist, überdecken sich die beiden Membranen 19 und 20 in ihrem je­ weiligen Außenumfangsbereich, jedoch ist die Membran 19 deutlich kürzer als die Membran 20. Der dadurch hervorgeru­ fene radiale Versatz der Innenumfangsbereiche von Membran 19 und Membran 20 führt dazu, daß die inneren Befestigungs­ bereiche der Membran 19 einerseits und der Membran 20 ande­ rerseits radial derart versetzt sind, daß sie keine Über­ deckung in Radialrichtung aufweisen. Zwischen den Membranen 19 und 20 befindet sich lediglich der schmale Anschlagbund 29 der Spannbuchse 27. Unter Berücksichtigung des notwendi­ gen Bewegungsspiels der beiden Membranen 19 und 20 relativ zueinander können die Membranen daher besonders dicht bei­ einander angeordnet werden.

Fig. 2 zeigt eine Gelenkwellenanordnung unter Ein­ schluß zweier Naben 31 und 32 und eines dieses verbindenden rohrförmigen Zwischenstücks 33, an welches die beiden Naben 31 und 32 jeweils mittels einer Membrankupplung 14 bzw. 14′ angeschlossen sind. Grundsätzlich wird man natürlich eine solche Gelenkwellenanordnung vorzugsweise mit zwei identi­ schen Membrankupplungen 14 oder 14′ ausrüsten. Die Zeich­ nung dient jedoch gleichzeitig zur Erläuterung zwei ver­ schiedener Befestigungsprinzipien für die jeweiligen Mem­ branen 19 und 20.

Die Membrankupplung 14 und ihre Befestigung an einem Flansch 31a der Nabe 31 und einem Flansch 33a, der mit ei­ nem Rohr 33c des Zwischenstücks 33 verschweißt ist, ist prinzipiell ähnlich der anhand von Fig. 1 erläuterten Mem­ brankupplung 14 aufgebaut und angeordnet. Hier aber ist sowohl die Membran 19 als auch die Membran 20 am zugehöri­ gen Kupplungsteil 31 bzw. 33 jeweils mittels Spannbuchsen 27 befestigt. Die Spannbuchsenaufnahmen sind als Stufenboh­ rung im zugehörigen Nabenflansch 31 bzw. Rohrflansch 33a jedoch unmittelbar eingearbeitet. Außerdem stützt sich der Kopf der jeweiligen Spannschraube 25 auch unmittelbar auf den von den Membranen 19 und 20 wegweisenden Außenseiten der Flansche 31a und 33a druckschlüssig ab.

Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weisen die Membranen 19 und 20 unterschiedliche Radialabmessungen auf, so daß die Teilkreise, auf denen die inneren Befestigungs­ mittel für die Membranen 19 und 20 angeordnet sind, einen radialen Versatz aufweisen. Dieser ist gerade so groß, daß die über die Membrankupplung 14 miteinander gekuppelten Ma­ schinenteile, insbesondere also die Flansche 31a und 33a, in radial überlappende Zuordnung treten können, ohne sich zu berühren.

Bei der zweiten in Fig. 2 dargestellten Membrankupp­ lung 14′ besitzen beide Membranen 19 und 20 dieselben ra­ dialen Abmessungen, weshalb die Teilkreise der Befesti­ gungsmittel, mit denen die Membran 19 am Rohrflansch 33b und die Membran 20 am Nabenflansch 32a angeschlossen, von der Längsmittelachse L des Kupplungssystems gleich beab­ standet sind. Hier ist, wie die in Ansicht und teilweise im Schnitt wiedergegebene Abwicklung des inneren Membranbefe­ stigungsbereichs anhand von Fig. 2b zeigt, die Anordnung so getroffen, daß die Membranbefestigungsmittel für die Mem­ bran 19 mit denen für die Membran 20 in Umfangsrichtung auf Lücke angeordnet sind. Für den minimal zulässigen Abstand der Membranen 19 und 20 voneinander unter Berücksichtigung der betriebsmäßig auftretenden Verlagerungen ist daher also auch hier nur die - geringe - Höhe des Anschlagbundes 29 der jeweiligen Spannbuchse 27 zu berücksichtigen.

Bei Gelenkwellen der in Fig. 2 dargestellten Art sind die Naben 31 und 32 an den zugehörigen Wellen der miteinan­ der zu kuppelnden Aggregate fest angeschlossen, wohingegen das Verbindungsstück 33 nur über die jeweiligen Membran­ kupplungen 14 und 14′ damit verbunden ist. Führt es im Be­ trieb zum Bruch einer Membran, könnte sich daher bei dieser Anordnung das Verbindungsstück 33 verselbständigen und durch herumfliegende Teile großen Schaden anrichten. Um solches zu verhindern, ist es allgemein bekannt, mit Hilfe spezieller Führungsflansche an den Naben 31 und 32 eine Art Käfig auszubilden, der zwar den Ausfall der Kupplung in ei­ nem solchen Falle nicht verhindern, wohl aber die Verbin­ dungswelle 33 zurückhalten kann.

Das erfindungsgemäße Grundprinzip ermöglicht nun eine ganz besonders einfache Realisierung eines solchen Aus­ schleuderschutzes. Diener wird nämlich lediglich dadurch geschaffen, daß jeweils wenigstens einige Spannschrauben 25 mit verlängerten Schraubenschäften 25a verwendet werden, die radial von dem anderen an die Kupplung angeschlossenen Kupplungsteil überdecken werden. So ragen verlängerte Schraubenschäfte 25a aller oder einiger (mindestens dreier) dem Rohrflansch 33a zugeordneten Spannschrauben 25 in den glockenartigen Flanschabschnitt 31b des Nabenflansches 31a hinein. Der Ausschleuderschutz ist hier also lediglich da­ durch bewirkt, daß man Spannschrauben 25 mit verlängerten Schraubenschäften derjenigen Membran - hier der Membran 20 - zuordnet, deren Befestigungsbereich radial weiter innen angeordnet ist als der Befestigungsbereich der anderen Mem­ bran.

Dieselbe einfache Lösung läßt sich auch realisieren, wenn die Befestigungsmittel für die Membranen 19 und 20 auf denselben Teilkreisen liegen, wie dies anhand der Membran­ kupplung 14′ verdeutlicht ist. In diesem Falle befinden sich die dem Rohrflansch 33b zugeordneten Spannschrauben 25 in Überdeckung zum Nabenflansch 32a der Nabe 32. Dieser Na­ benflansch 32a ist deshalb mit Ausnehmungen in Gestalt von Bohrungen 34 versehen, in die die verlängerten Schrauben­ schäfte 25a von Schrauben 25 eingreifen können, mit denen die Membran 19 am Rohrflansch 33b befestigt ist.

Alternativ oder kumulativ können auch verlängerte Schäfte der dem Nabenflansch 32a zugeordneten Spannschrau­ ben 25 in entsprechende Bohrungen 35 eingreifen, die in dem Rohrflansch 33b angebracht sind (vgl. Fig. 2b oben links). Wichtig ist in jedem Fall, daß die lichte Weite der betref­ fenden Aufnahmebohrungen 34 und 35 für die verlängerten Schraubenschäfte 25a so bemessen ist, daß die Schrauben­ schäfte 25a mit hinreichend freiem Spiel dort eintreten können, da eine Behinderung unter betriebsmäßigen Bedingun­ gen der Kupplung selbstverständlich ausgeschlossen werden muß. Wesentlich ist, daß eine Kupplung mit dieser Art Schleuderschutz sogar recht brauchbare Notlaufeigenschaften für den Fall eines Membranbruchs aufweist, denn wie insbe­ sondere Fig. 2a sehr deutlich zeigt, bilden die verlänger­ ten Schraubenschäfte 25a der Spannschrauben mit den Bohrun­ gen 34 und/oder 35, sobald eine Membran gebrochen ist und keine Kräfte mehr übertragen kann, eine Klauenkupplung aus, die eine Drehmomentübertragung weiterhin gewährleisten kann.

Auch bei der Ausführung entsprechend Fig. 1 ist im üb­ rigen ein Ausschleuderschutz realisiert, und zwar dadurch, daß sich die mit 26 und 36 bezeichneten Ringkörper radial und axial überlappen, sich also an der mit 40 bezeichneten Stelle (Fig. 1a) im Sinne eines Ausschleuderschutzes über­ fangen.

Das schließlich in Fig. 3 dargestellte weitere Ausfüh­ rungsbeispiel ist in etwa eine Kombination aus einer hoch drehelastischen Gummiringkupplung 13 entsprechend derjeni­ gen in Fig. 1 und einer Gelenkwellenanordnung unter Verwen­ dung zweier Membrankupplungen 14 sowie einem dazwischen ge­ schalteten Verbindungsstück 33. In dieser Zeichnung sind übersichtshalber jeweils nur die wesentlichsten Einzelteile des Kupplungssystems mit Bezugszeichen versehen. Eine be­ sondere Beschreibung ist entbehrlich, da sich alle Einzel­ heiten aus den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen von selbst verstehen.

Im übrigen lassen die Zeichnungen gut erkennen, daß das jeweilige Kupplungssystem besonders leicht montierbar und demontierbar ist, wobei der problemlose Ein- und Ausbau insbesondere des Zwischenstücks 33 hervorzuheben ist. Dies resultiert zum einen daraus, daß alle Spannschrauben 25 axial ausgerichtet und gut, wenn nicht gar völlig frei, zu­ gänglich sind und daß alle mit einem Zwischenstück 33 ver­ bundenen Teile frei zwischen den übrigen Kupplungsteilen liegen, so daß das Zwischenstück ausgebaut oder eingesetzt werden kann, ohne die sonstigen Maschinenteile in Axial­ richtung auseinanderrücken zu müssen.

Die Tatsache, daß die Passung zwischen dem Außenmantel des Hülsenabschnitts 28 einer Spannbuchse 27 und der Spann­ buchsenaufnahme - gleichgültig, ob diese in einem Ringkör­ per wie dem Distanzring 26 oder unmittelbar in einem Flansch wie z. B. dem Nabenflansch 31a ausgebildet ist - spielfrei ist, hat den erheblichen Vorteil, daß auch die Spannbuchse 27 selbst zur Drehmomentübertragung herangezo­ gen wird. Dies sei am Beispiel der Membran 19 in Fig. 1a wie folgt erläutert:

Das eingeleitete Drehmoment wird über den Distanzring 26 zu einem Teil reibschlüssig direkt auf die (linke) Au­ ßenseite der Membran 19 übertragen, zum Teil aber auch über den Formschluß der genannten spielfreien Passung auf die (rechte) Innenseite der Membran 19, so daß dort zusätzlich der Reibschluß zwischen der Membran 19 und dem Anschlagbund 29 der Spannhülse 27 wirkt. Die Normalkraft jeder Spann­ schraube 25 wird mithin zweimal in Reibschluß umgesetzt, und zwar jeweils zum Teil auf jeder der beiden Membransei­ ten. Dies wäre nicht möglich, wenn die Passung spielbehaf­ tet wäre.

Daraus resultiert, daß - je nach den Bedürfnissen - weniger oder schwächer dimensionierte Spannschrauben 25 verwendet werden können oder eine solche Kupplung mit nicht verminderter Schraubenzahl oder -dimension eine beträcht­ lich höhere Betriebssicherheit aufweist, als dies bei einer Kupplung mit einfacher Verschraubung der Membran der Fall wäre.

Claims (12)

1. Wellenkupplung zum Ausgleich radialer, axialer und winkliger Verlagerungen der angeschlossenen Wellen, mit we­ nigstens einem biegeelastischen Ausgleichselement in Form einer aus zwei in Serie geschalteten scheiben- bzw. ring­ förmigen, an ihren Außenumfangsbereichen lösbar miteinander verbunden Membranen dadurch gebildeten Tandemmembran, daß die in Axialrichtung der Kupplung im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Membranen an einem Außenumfangsbe­ reich fest miteinander verbunden und mit ihrem jeweiligen Innenumfangsbereich an eines der beiden relativ zueinander verlagerbaren Maschinenelemente angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden Membranen (19; 20) einer Tandemmembran (19, 20) mittels einer axial­ verspannbaren Spannbuchsenanordnung an das zugehörige Kupp­ lungsteil (16; 31; 32; 34c) wie Nabe, Flansch od. dgl. ange­ schlossen ist und daß die Spannbuchsen (27) jeweils einen Hülsenabschnitt (28) und einen endseitig daran angeformten flachen Anschlagbund (29) aufweisen und axial derart in Bohrungen der Membran (19; 20) eingesetzt sind, daß ihre Anschlagbunde (29) auf der zur anderen Membran (20; 19) weisenden Seite liegen.

2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Spannbuchse (27) ein Innengewinde zur verstellbaren Aufnahme einer Spannschraube (25) aufweist und ihr Mantel mit einer Spannhülsenaufnahme, gegen die sich der Kopf der Spannschraube (25) mindestens mittelbar druckschlüssig abstützt, eine spielfreie Passung bildet.

3. Wellenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannhülsenaufnahmen unmittelbar in dem zugehörigen Kupplungsteil, z. B. einem Nabenflansch (31a; 33a; 33b; 32a), selbst ausgebildet sind.

4. Wellenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannhülsenaufnahmen in einer als Ab­ standshalter zwischen Membran (19) und Kupplungsteil (16) dienenden und mittels der Spannschrauben (25) am Kupplungs­ teil (16) verspannbaren Ringscheibe (26) ausgebildet sind.

5. Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der dar­ auf folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die radial inne­ ren Spannschrauben der beiden Einzelmembranen (19; 20) ei­ ner Tandemmembran (19, 20) auf derart unterschiedlichen Teilkreisen angeordnet sind, daß auf zueinander weisenden Membranseiten derselben Tandemmembran befindliche Teile der Membranbefestigungsmittel keine Überdeckung in Radialrich­ tung aufweisen.

6. Wellenkupplung nach Anspruch 5 in Gestalt einer Ge­ lenkwelle mit einem insbesondere rohrförmigen Verbindungs­ stück (33) zwischen zwei Kupplungsanordnungen (14 bzw. 14′), dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Verbindungs­ stück (33) angeschlossenen Membranen (29) gegenüber den je­ weils beiden anderen Membranen (19) die radial weiter innen angeordneten Anschlußbereiche aufweisen.

7. Wellenkupplung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzel­ membranen (19; 20) einer Tandemmembran (19, 20) im wesent­ lichen gleiche Radialabmessungen und die zugeordneten Spannschrauben (25) dementsprechend auf im wesentlichen gleichen Teilkreisen liegen, diese jedoch in Umfangsrich­ tung derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß auf zueinander weisenden Membranseiten derselben Tandemmembran befindliche Teile der Membranbefestigungsmittel keine Über­ deckung in Umfangsrichtung aufweisen.

8. Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der dar­ auf folgenden, insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Spannschrauben (25), insbesondere der am Verbindungsstück (33) angreifen­ den Spannschrauben, einen verlängerten Schraubenschaft auf­ weisen, der in Axialüberdeckung mit einem radial außenlie­ genden Überdeckungsabschnitt (z. B. Flansch 31a) des an der anderen Membran angeschlossenen Kupplungsteiles (z. B. 31) tritt.

9. Wellenkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das an der anderen Membran angeschlossene Kupplungsteil mit Ausnehmungen bzw. Bohrungen (34; 35) zum freien Eingriff der verlängerten Schraubenschäfte versehen ist.

10. Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder einem der dar­ auf folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Mem­ branen (19; 20) jeweils aus einer dünnen, ebenen Metall-, insbesondere Stahlringscheibe bestehen.

11. Verwendung einer Kupplung nach Anspruch 1 oder ei­ nem der folgenden für ein sowohl zum Ausgleich radialer, axialer und winkliger Verlagerungen der angeschlossenen Wellen geeignetes als auch gleichzeitig hoch drehelasti­ sches Kupplungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membran (19) der Tandemmembrankupplung (19, 20) am Flansch (16) einer an sich bekannten Gummiringkupplung (13), zu dieser in Serie geschaltet, befestigt ist.

12. Verwendung von Kupplungen nach Anspruch 1 oder ei­ nem der folgenden für ein sowohl zum Ausgleich radialer, axialer und winkliger Verlagerungen der angeschlossenen Wellen geeigneten als auch gleichzeitig hoch drehelasti­ sches Kupplungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membran (19) einer ersten Tandemmembrankupplung (19, 20) am Flansch (16) einer an sich bekannten, am Antriebsaggregat angeschlossenen Gummiringkupplung (13), zu dieser in Serie geschaltet, befestigt ist, daß eine zweite Membran (19) ei­ ner zweiten Tandemmembrankupplung (19, 20) an die Welle des abtriebsseitigen Maschinenaggregats und die beiden mittle­ ren Membranen (20) der beiden Tandemmembrankupplungen (19, 20) an ein diese drehstarr miteinander kuppelndes Verbin­ dungsstück (33) angeschlossen sind.