DE4335115A1 - Elastisches Element, insbesondere Übertragungselement für Kupplungen - Google Patents
Elastisches Element, insbesondere Übertragungselement für KupplungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elastisches Element, insbesondere
Übertragungselement für Kupplungen, das im wesentlichen
synthetische oder natürliche Elastomere aufweist sowie
dessen Verwendung.
Elastische Elemente finden in den verschiedensten
Anwendungsgebieten ihren Einsatz - bspw. als Dämpfer,
Federelemente, etc. Nachfolgend wird das elastische Element
anhand einer Anwendungsform derselben, nämlich als
Übertragungselement für Kupplungen, beschrieben, wobei die
Erfindung aber keineswegs nur auf diesen Einsatzzweck
beschränkt ist.
Ausgleichskupplungen, insbesondere auch allseits nachgiebige
Ausgleichskupplungen, besitzen üblicherweise dynamisch hoch
beanspruchte Kunststoffelemente. Meist handelt es sich dabei
um körperelastische Übertragungselemente für allseits
nachgiebige Ausgleichskupplungen. Die Übertragungselemente
bestehen meist aus einem elastischen Elastomeren, wie bspw.
Polyurethan oder Gummi. Ein Problem bei diesen Übertragungs
elementen bestand darin, daß sie Verschleißteile sind und
daher ausgewechselt werden. Es ist daher erwünscht,
Übertragungselemente mit möglichst langer Standzeit zu
erhalten. Ferner ist es erwünscht, die mechanischen
Eigenschaften derartiger Übertragungselemente zu verbessern
- bspw. durch Einsatz eines hochwertigeren Kunststoffes,
Veränderung dessen Zusammensetzung u.s.f.
Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Kunststoff in
Anwendungen, bei denen dieser Reibung unterworfen wird, ist
dessen Aufladung, insbesondere dann, wenn die Teile in
trockener Umgebung laufen. Insbesondere Kunststoffe mit
Polyamid- oder auch Harnstoffcharakter - also polaren
Gruppen - neigen dazu, erhebliche Ladungen auf ihrer
Oberfläche anzusammeln. Diese können zu elektrischen
Stromschlägen bis zu Funkenüberschlägen mit Brand- oder
Explosionsfolgen führen. Es wurde bereits versucht, diese
Aufladung durch Erdung der bewegten Teile zu verhindern.
Dieses war aber nicht immer erfolgreich und hatte noch dazu
den Nachteil, daß die Erdungsmaßnahmen beim Endabnehmer
durchgeführt werden mußten und diesem zusätzliche Kosten
verursachten. Ein geringes Restrisiko von Aufladungen blieb
stets bestehen, da nicht sichergestellt werden konnte, daß
Aufladungen vermieden werden.
Es ist ferner bereits bekannt, bei verschiedenen Anwendungen
sog. faserverstärkte Kunststoffe einzusetzen, wie
beispielsweise im Boots- oder Flugzeugbau. Durch die unter
das Kunststoffmaterial gemischten oder als Matten
eingelegten Fasern, häufig Glasfasern, wird die Festigkeit
des Kunststoffes in günstiger Weise erhöht, wodurch eine
leichtere Bauweise oder auch eine höhere Festigkeit des
Bauteils ohne höhere Wandstärken ermöglicht wird.
Bisher wurde die Technik der Faserverbundmaterialien für
Anwendungen wie den Fahrzeugbau, bei denen es auf
Leichtbauweise ankommt, eingesetzt.
Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes
elastisches Übertragungselement mit/aus einem Polymeren zu
schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik
vermeidet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
elastische Element ein leitfähiges Material aufweist.
Dieses kann dadurch erzielt werden, daß das Elastomer
leitfähig ist.
Es ist aber auch möglich, ein faserverstärktes Elastomer
einzusetzen, das Fasern oder Fäden, auch in Form von
Geflechten, Vliesen, aufweist, wobei zumindest ein Anteil
der Fasern oder Fäden elektrisch leitfähig ist.
Es hat sich aber in überraschender Weise gezeigt, daß Fasern
in Kunststoffelementen, die extremen Anforderungen genügen
müssen, wie sie bei Kupplungen auftreten, das mechanische
Verhalten des elastomeren Materials günstig beeinflussen und
die Verbindung Polymer/Faser oder Faden trotz höchster
mechanischer Belastung erhalten bleibt.
Durch diese Fasern kann der Oberflächenwiderstand des
Elementes gesenkt werden und dadurch können Ladungen, die
sich am Kunststoffkörper bilden, abfließen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Elastomer
Polyurethan, Nylon od. dgl. - es können aber auch andere
Kunststoffe eingesetzt werden, wenn sie den Anforderungen an
ein elastisches Element bei einer bestimmten Verwendung
genügen.
Es ist günstig für die Lebensdauer des
Übertragungselementes, wenn die leitfähigen Fasern oder
Fäden biegungsfähig und elastisch oder inelastisch sind.
Beispielsweise können die leitfähigen Fasern Metall oder
Kohlenstoff aufweisen.
Die Fasern und/oder Fäden - eingeschlossen die elektrisch
leitfähigen Fasern - können unregelmäßig im
Übertragungselement verteilt sein, bspw. nur an dessen
Oberfläche, da hauptsächlich Oberflächenladungen abfließen
müssen. Diese Ausgestaltung hab den Vorteil, daß weniger
elektrisch leitfähiges teures Fasermaterial eingesetzt
werden muß. Es ist aber auch möglich, wenn der Faserpreis
von untergeordneter Bedeutung ist, die Fasern gleichmäßig im
Polymeren - gerichtet oder ungerichtet - zu verteilen.
Es können aber auch leitfähige Kunststoffe eingesetzt
werden, wodurch in ähnlicher Weise eine Aufladung vermieden
werden kann.
Besonders geeignet ist Polyurethan mit einer Shore-Härte
zwischen 60 bis 100 A, bevorzugt 65 bis 95 A und besonders
bevorzugt 70 bis 90 A.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung eines
elastischen Elementes nach der Erfindung zur Vermeidung
elektrostatischer Aufladung des Übertragungselementes.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Durch die Herabsetzung des Oberflächenwiderstands ein
Einsatz desselben in brand- bzw., explosionsgefährdeter
Umgebung möglich.
Dabei wird hier unter herabgesetzter Oberflächenwiderstand
insbesondere ein solcher verstanden, wie er gem. DIN 53482,
Punkt 8 oder auch VDE 0303 Teil 3 definiert ist.
Beispielsweise haben die erfindungsgemäßen Elemente
bevorzugt die Bedingungen der DIN 22100 - Betriebsmittel und
Betriebsstoffe aus Kunststoffen zur Verwendung in Bergwerken
unter Tage zu erfüllen. Auf den Inhalt der o.g. Deutschen
Industrie-Norm wird hiermit vollinhaltlich bezug genommen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den nachfolgen
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher
erläutert, auf das der Schutzumfang aber keineswegs einge
schränkt ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Teil-Ansicht eines
Kupplungszwischenrings gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung
Fig. 2 eine weitere schematisch dargestellte Teil-Ansicht
einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kupplungszwischenrings; und
Fig. 3 eine weitere schematisch dargestellte Teil-Ansicht
einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kupplungszwischenrings.
Die in den Fig. 1-3 dargestellten Kupplungszwischenringe,
wie sie sich insbesondere für Klauenkupplungen eignen,
werden bevorzugt im Bergbau u. dgl. bei Förderproblemen
eingesetzt.
Dabei ist in Fig. 1 eine Ausgestaltung eines
faserverstärkten Kupplungszwischenrings im Querschnitt
dargestellt, wobei hier Polyurethan (Handelsname
"Vulkollan") als Elastomer eingesetzt wird. Der hier
eingesetzte Vulkollan-Type besitzt eine hohe
Rückprallelastizität, einen sehr niedrigen Abriebverlust,
einen extrem geringen Druckverformungsrest und eine hohe
Thermostabilität.
Die Shore-Härte eines für diesen Anwendungszweck geeigneten
Polyurethans (Handelsname: Vulkollan) beträgt zwischen 65
und 80 A, seine Reißfestigkeit etwa 50 bis 60 MPa und die
Reißdehnung etwa 800. Die Rückprallelastizität beträgt um
60%.
Selbstverständlich können auch andere, entsprechende
Kunststoffe, wie sie dem Fachmann geläufig sind, dieses
Elastomer ersetzen. Bei der Ausführungsform der Fig. 1
enthält dieses Elastomer Fasern, die alle oder teilweise
elektrisch leitend sind. Bevorzugt werden Stahlfasern
eingesetzt, da diese günstige mechanische Eigenschaften
aufweisen. Es ist aber auch möglich, kohlegefüllte Fasern,
wie Polyacrylfasern od. dgl. einzusetzen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform handelt es
sich um ein Elastomer, das partikelförmiges leitfähiges
Material, wie Kohle oder Metallpartikel, enthält, wodurch
die Leitfähigkeit des Elastomeren verstärkt wird.
In Fig. 3 ist wiederum eine Ausführungsform dargestellt, die
lediglich an der Oberfläche leitfähige Fasern aufweist,
wodurch der Oberflächenwiderstand beeinflußt wird.
Es ist aber auch möglich, leitfähige Kunststoffe
einzusetzen, die den erfindungsgemäßen Zweck auch erfüllen
können, wobei die Auswahl der Materialien gemäß den
Einsatzbedingungen und den ökonomischen Randbedingungen
erfolgt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
den Ansprüchen sowie der Zeichnung, auf deren Offenbarung
interpretiert durch das Fachwissen des Fachmanns,
ausdrücklich bezug genommen wird, so daß die Erfindung
keineswegs auf die beispielhaft dargestellten
Ausführungsformen beschränkt ist, sondern Abweichungen und
Änderungen, wie sie dem Fachmann geläufig sind, durchgeführt
werden können, ohne vom Schutzumfang abzuweichen.
Claims (8)
1. Elastisches Element, insbesondere Übertragungselement für
Kupplungen, das im wesentlichen synthetische oder natürliche
Elastomere aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das
elastische Element ein leitfähiges Material aufweist.
2. Elastisches Element nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Elastomer leitfähig ist.
3. Elastisches Element nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Fasern oder Fäden,
auch in Form von Geflechten, Vliesen aufweist.
4. Elastisches Element nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest ein Anteil der Fasern oder
Fäden elektrisch leitfähig ist.
5. Elastisches Element nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen
Fasern oder Fäden biegungsfähig und elastisch sind oder
inelastisch sind.
6. Elastisches Element nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen
Fasern Metall oder Kohlenstoff aufweisen.
7. Elastisches Element nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern und/oder
Fäden unregelmäßig im elastischen Element verteilt sind.
8. Verwendung des elastischen Elementes nach irgendeinem der
vorangehenden Ansprüche zur Vermeidung elektrostatischer
Aufladung des Übertragungselements.
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DE4335115A1 true DE4335115A1 (de) | 1995-06-08 |
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DE4335115A Ceased DE4335115A1 (de) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Elastisches Element, insbesondere Übertragungselement für Kupplungen |
DE9320886U Expired - Lifetime DE9320886U1 (de) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Elastisches Element, insbesondere Übertragungselement |
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DE9320886U Expired - Lifetime DE9320886U1 (de) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Elastisches Element, insbesondere Übertragungselement |
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- 1993-10-15 DE DE4335115A patent/DE4335115A1/de not_active Ceased
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DE9320886U1 (de) | 1995-06-29 |
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