DE4446291C2 - Drehelastische, hydraulisch gedämpfte Wellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft drehelastische, hydraulisch gedämpfte Wellenkupplungen gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.

Solche Wellenkupplungen sind aus DE 33 13 277 A1 bekannt. Dort hat, ein Zentralkörper drei sternförmig wegragende radiale Vor­ sprünge, die zu je einer Axialebene symmetrisch sind und je zwei Rücken an Rücken angeordnete, zu der betreffenden Axial­ ebene normale Zylinderbohrungen aufweisen, in denen je ein Kol­ ben abdichtend geführt ist. Die Zylinderbohrungen aller in der gleichen Drehrichtung kraftübertragenden Kolben sind durch ra­ diale Kanäle untereinander verbunden. Die Zylinderbohrungen können auch selber radial angeordnet sein und in einen gemein­ samen zentralen Fluidsammelraum münden, in dem ein gasförmiges Medium gekapselt ist (DE 33 13 277 A1, Anspruch 14). Die Dämpfung ist bei dieser bekannten Wellenkupplung nicht einstellbar.

DE 35 30 655 C1 offenbart eine gattungsähnliche Wellenkupplung, bei der zwischen jeder Fluidkammer und einem sämtliche Fluid­ kammern miteinander verbindenden axialen Fluidkanal eine ein­ stellbare Drosselstelle angeordnet ist. Sämtliche Drosselstel­ len werden von einem im axialen Kanal angeordneten Drehkörper gesteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehelastische Wellenkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß ihre Dämpfungs- bzw. Federungscharakteristiken mit geringem Aufwand an unterschiedliche Bedarfsfälle angepaßt werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 und/oder des Anspruchs 2 gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer teilweise aufgeschnittenen ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung;

Fig. 2 einen achsnormalen Querschnitt durch die Wellenkupplung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 den Axialschnitt III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Axialschnitt einer zweiten erfindungsgemäßen Wellenkupplung;

Fig. 5 die Ansicht in Richtung des Pfeils V in Fig. 4;

Fig. 6 einen Axialschnitt einer dritten erfindungsgemäßen Wellenkupplung;

Fig. 7 einen Axialschnitt einer vierten erfindungsgemäßen Wellenkupplung und

Fig. 8 den achsnormalen Querschnitt VIII-VIII in Fig. 7.

Jede der dargestellten drehelastischen, hydraulisch gedämpften Wellenkupplungen hat drei erste Stützkörper 10, die rings um eine zentrale Achse A angeordnet und in bezug auf je eine von drei in Drehwinkelabständen von 120° angeordneten axialen Ebe­ nen B symmetrisch gestaltet sind. Jeder der ersten Stützkörper 10 hat zwei voneinander abgewandte zylindrische Vertiefungen 12, 12', die von je einer achsparallelen Stirnfläche C bzw. C' des betreffenden Stützkörpers 10 ausgehen. Zwischen seinen bei­ den Vertiefungen 12 und 12' weist jeder Stützkörper 10 eine zur zentralen Achse A parallele Bohrung 14 auf; diese Bohrungen 14 dienen zum Aufnehmen je eines von drei Zapfen 16, die achspa­ rallel von einem Wellenflansch 18 wegragen.

Zwischen je zwei ersten Stützkörpern 10 ist ein zweiter Stütz­ körper 20 angeordnet, der in bezug auf die Symmetrieebene B des ihm diametral gegenüberstehenden ersten Stützkörpers 10 symme­ trisch gestaltet ist und ebenfalls zwei voneinander abgewandte und je einem der beiden benachbarten ersten Stützkörper 10 zu­ gewandte Vertiefungen 22 sowie eine zwischen diesen angeordnete achsparallele Bohrung 24 für je einen Zapfen 26 eines Wellen­ flansches 28 aufweist. Die drei zweiten Stützkörper 20 und ihre Vertiefungen 22 sind in je einer achsnormalen Ebene D, welche die Zeichnungsebene der Fig. 2 ist, in je zwei gleiche Hälften unterteilt.

In den Vertiefungen 22 ist je ein Kolben 30 dadurch befestigt, daß die beiden Hälften des zugehörigen zweiten Stützkörpers 20 mit Klemmschrauben 32 zusammengespannt sind. An jeden der Kol­ ben 30 ist ein Ende eines Mantels 34 aus gummielastischem Ma­ terial anvulkanisiert. An das entgegengesetzte Ende jedes Man­ tels 34 ist ein zylindrischer Ring 36, vorzugsweise aus Stahl, anvulkanisiert. In jede der Vertiefungen 12 und 12' ist ein solcher Ring 36 eingepreßt. Dadurch werden die Vertiefungen 12 und 12' zum Bestandteil je einer Fluidkammer 38 bzw. 38', die mit einem im wesentlichen inkompressiblen Fluid gefüllt ist. Jeder der Mäntel 34 kann eine zwischen dem Kolben 30 und dem Ring 36, an denen er befestigt ist, angeordnete ringförmige Versteifung aufweisen.

Die drei ersten Stützkörper 10 sind mit einem Zentralkörper 40 fest verbunden, mit dem sie aus einem Stück hergestellt sein können. Der Zentralkörper 40 enthält zwei Rücken an Rücken an­ geordnete zylindrische Fluidsammelräume 42 und 42', deren ge­ meinsame Achse die zentrale Achse A ist. Der Fluidsammelraum 42 ist mit den drei Fluidkammern 38 durch je einen ungefähr radia­ len Verbindungskanal 44 verbunden. In entsprechender Weise ist der Fluidsammelraum 42' mit den drei Fluidkammern 38' durch je einen ungefähr radialen Verbindungskanal 44' verbunden. Die Mündungen der Verbindungskanäle 44 und 44' in den Fluidsammel­ raum 42 bzw. 42' sind einstellbare Drosselstellen 46 bzw. 46'.

Bei der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Wellenkupplung sind die Querschnitte der Drosselstellen 46 und 46' von der Einstellung je einer achsparallelen Einstellschraube 48 abhängig. Bei den übrigen dargestellten Wellenkupplungen sind andere Einstell­ mittel vorgesehen, auf die noch eingegangen werden wird.

Allen dargestellten Wellenkupplungen ist gemeinsam, daß in jeden der beiden Fluidsammelräume 42 und 42' eine Kapsel 50 hineinragt, die eine zylindrische Hülse 52 mit Innengewinde und eine damit verschraubte Kappe 54 mit Außengewinde aufweist. Bei der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Wellenkupplung wie auch bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten, hat die Kappe 54 einen Flansch 56, der mit drei achsparallelen Schrauben 58 am Zen­ tralkörper 40 befestigt ist. Allen dargestellten Wellenkupp­ lungen ist ferner gemeinsam, daß jede der beiden Kapseln 50 eine flexible Wand 60 enthält, die zwischen der Hülse 52 und der Kappe 54 abdichtend eingespannt ist und einen in der Kappe 54 enthaltenen Gasdruckraum 62 bzw. 62' vom benachbarten Fluid­ sammelraum 42 bzw. 42' trennt.

Die Wellenkupplung gemäß Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von der in Fig. 1 bis 3 dargestellten im wesentlichen dadurch, daß die als einstellbare Drosselstellen 46 bzw. 46' ausgebildeten Mündungen der Verbindungskanäle 44 und 44' in den zugehörigen Fluidsammelraum 42 bzw. 42' nicht von Einstellschrauben begrenzt sind sondern von der zugehörigen Hülse 52, in deren axial inneren Rand drei um 120° gegeneinander versetzte, im dargestellten Bei­ spiel halbzylindrische Aussparungen 64 eingearbeitet, beispiels­ weise eingefräst sind. Durch Drehen jeder Kapsel 50 lassen sich die zugehörigen Aussparungen 64 mehr oder weniger genau mit den zugehörigen Verbindungskanälen 44 bzw. 44' in Fluchtung bringen, je nachdem ob an den Drosselstellen 46 und 46' eine kleinere oder größere Drosselwirkung erwünscht ist. Gemäß Fig. 4 und 5 erstrecken sich die Schrauben 58 durch je ein Langloch 66 im Flansch 56 der zugehörigen Kapsel 50, so daß diese sich bei gelockerten Schrauben 58 drehen und durch Festziehen der Schrauben 58 in der Stellung, in der sich die gewünschte Dros­ selwirkung ergibt, festlegen läßt. Eine Feineinstellung wird gemäß Fig. 5 dadurch erleichtert, daß der Flansch 56 jeder der beiden Kapseln 50 einen radialen Vorsprung 68 aufweist, der zwischen zwei Vorsprüngen 70 eines der Stützkörper 10 angeord­ net ist. Die Vorsprünge 70 tragen je ein Einstellglied 72, bei­ spielsweise eine tangential angeordnete Schraube, so daß die Drehwinkelstellung der zugehörigen Kapsel 50 bei gelösten Schrauben 58 genau einstellbar ist.

Die Wellenkupplung gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von der in Fig. 4 und 5 dargestellten im wesentlichen dadurch, daß die Kappen 54 beider Kapseln 50 flanschlos ausgebildet, jedoch von einem Flanschring 74 umgeben sind, der wiederum mit Schrauben 58 am Zentralkörper 40 befestigt ist. Jede der Kappen 54 ist mit dem zugehörigen Flanschring 74 durch einen vorzugsweise anvulkanisierten elastischen Ring 76 dicht verbunden, der eine axiale Einstellbewegung der betreffenden Kapsel 50 ermöglicht. Jeder der beiden Flanschringe 74 hat ein Innengewinde 78, in das ein deckelartiges Einstellglied 80 mit entsprechendem Außengewinde eingeschraubt ist. Jedes der Einstellglieder 80 hat außermittig angeordnete Löcher 82 oder andere Angriffspunk­ te für ein Werkzeug, mit dem sich das Einstellglied 80 derart drehen läßt, daß die zugehörige Kapsel 50 mehr oder weniger weit axial nach innen verschoben wird. Dabei werden die als einstellbare Drosselstellen 46 bzw. 46' vorgesehenen Mündungen der Verbindungskanäle 44 bzw. 44' von dem axial inneren Rand der im zugehörigen Fluidsammelraum 42 bzw. 42' axial verstell­ baren Hülse 52 mehr oder weniger stark abgedeckt, so daß sich die Drosselwirkung verändert.

Die Wellenkupplung gemäß Fig. 7 und 8 ist eine Synthese der in Fig. 4 und 5 einerseits und in Fig. 6 andererseits dargestell­ ten Wellenkupplungen. Die Hülsen 52 sind gemäß Fig. 7 ebenso wie gemäß Fig. 4 an ihrem axial inneren Rand mit Aussparungen 64 versehen, und die Kapseln 50 sind insgesamt drehbar. Über­ einstimmend mit Fig. 6 ist rings um jede der beiden Kapseln 50 ein Flanschring 74 angeordnet, der mit dem Zentralkörper 40 fest verschraubt und gegen die zugehörige Kappe durch eine schlauchartige Dichtung 84 derart abgedichtet ist, daß die Kap­ sel 50 gegenüber dem Flanschring 74 dreheinstellbar ist. Gemäß Fig. 7 und 8 ist an dem Flanschring 74 ein axial äußerer Ring 86 befestigt, der eine in bezug zur zugehörigen Kappe 54 tan­ gentiale Bohrung 88 aufweist. In dieser ist eine Schraube 90 axial unverschiebbar gelagert, deren Gewinde mit einem Schneckengewindeabschnitt 92 an der Kapsel 50 in Eingriff steht. Somit kann man die Kapsel 50 drehen und dadurch die zu­ gehörigen Drosselstellen 46 bzw. 46' verändern, indem man an der Schraube 90 dreht. Die Gewindeverbindung der Schraube 90 mit dem Schneckengewindeabschnitt 92 ist selbsthemmend, so daß die Kapsel 50 sich nicht unbeabsichtigt gegenüber dem Zentral­ körper 40 verdrehen kann.

Bei allen dargestellten Wellenkupplungen enthalten die beiden Gasdruckräume 62 und 62' Gas, z. B. Umgebungsluft, dessen Druck für jeden Gasdruckraum einzeln einstellbar oder sogar im Be­ trieb regelbar ist. Zum Zuführen und Ablassen von Gas weisen die Kappen 54 gemäß Fig. 1, 6 und 7 je einen Anschluß 94, z. B. in Form einer Gewindebohrung, auf. Je größer der Gasdruck ist, desto höher ist die Federhärte der drehelastischen Wellenkupp­ lung.

Claims (3)

1. Drehelastische, hydraulisch gedämpfte Wellenkupplung, bei der

• 1. mehrere Stützkörper (10, 20) rings um eine zentrale Achse (A) angeordnet und alternierend an je einer von zwei Wellen zu befestigen sind,
• 2. mehrere Fluidkammern (38) zwischen je einer Vertiefung (22) in je einem Stützkörper (10) und einem am benachbarten Stütz­ körper (20) abgestützten Kolben (30) ausgebildet und mit einem im wesentlichen inkompressiblen Fluid gefüllt sind,
• 3. die Fluidkammern (38) durch je einen Verbindungskanal (44) an einen Fluidsammelraum (42) angeschlossen sind, und
• 4. der Fluidsammelraum (42) durch eine flexible Wand (60) von einem Gasdruckraum (62) getrennt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. im Fluidsammelraum (42) eine Hülse (52) geführt ist, die mit den zugehörigen Verbindungskanälen (44) je eine Drosselstelle (46) bildet, und
• 2. die Hülse (52) mit einer Kappe (54) zu einer den zugehörigen Gasdruckraum (62) enthaltenden Kapsel (50) verbunden ist, die mit einem von außen zugänglichen Einstellglied (72, 80) zum Ver­ ändern der Drosselstellen (46) einstellbar ist.

2. Drehelastische, hydraulisch gedämpfte Wellenkupplung, bei der

• 1. mehrere erste Stützkörper (10) und mehrere zweite Stützkörper (20) rings um eine zentrale Achse (A) angeordnet und alternie­ rend an je einer von zwei Wellen zu befestigen sind,
• 2. jeder der ersten Stützkörper (10) zwei in Umfangsrichtung voneinander abgewandte Vertiefungen (22) für je eine Fluid­ kammer (38) aufweist,
• 3. die Fluidkammern (38) durch je einen am benachbarten zweiten Stützkörper (20) abgestützten Kolben (30) begrenzt und mit einem im wesentlichen inkompressiblen Fluid gefüllt sind,
• 4. diejenigen Fluidkammern (38), die bei einer bestimmten Rich­ tung eines von der Wellenkupplung übertragenen Drehmoments be­ lastet werden, durch je einen Verbindungskanal (44) an einen Fluidsammelraum (42) angeschlossen sind, und
• 5. der Fluidsammelraum (42) durch eine flexible Wand (60) von einem Gasdruckraum (62) getrennt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die beiden Vertiefungen (22) in jedem der ersten Stützkörper (10) durch ihren jeweiligen Verbindungskanal (44) mit je einem von zwei Fluidsammelräumen (42) verbunden sind,
• 2. die beiden Fluidsammelräume (42) Rücken an Rücken in einem Zentralkörper (40) ausgebildet sind, und
• 3. die beiden Fluidsammelräume (42) nach außen hin durch je eine Kapsel (50) begrenzt sind, die den zugehörigen Gasdruckraum (62) enthält.

3. Drehelastische, hydraulisch gedämpfte Wellenkupplung, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale der Ansprüche 1 und 2.