DE563172C - Elastische Kupplung - Google Patents

Description

Bei den meisten elastischen Ganzmetallkupplungen dienen als elastische Kupplungsglieder zwischen dem treibenden und dem getriebenen Kupplungsteil Federn, die durch S die zu übertragenden Kräfte auf Biegung, Druck oder Zug beansprucht werden. Die diesen Kupplungen anhaftenden Nachteile der Größe, Schwere und des hohen Preises hat man durch die Verwendung von auf Ver-

to drehung beanspruchten Stäben als elastische Kupplungsglieder zu beseitigen gesucht. Damit hat man eine bessere Ausnutzung des Werkstoffes und demgemäß einen geringeren Stoffaufwand erreicht, so daß die Kupphingen leichter, kleiner und billiger sind. Außerdem haben auf Verdrehung beanspruchte Kupplungsstäbe den Vorteil, daß sie für jede Beanspruchung rechnerisch genau und zuverlässig bestimmt werden können.

Die Verwendung von auf Verdrehung beanspruchten Stabfedern hat aber den Nachteil, daß es schwierig ist, die an der Kupplung wirkenden Umfangskrafte unter Ausschaltung jeglicher Biegungsbeanspruchung als Verdrehungskräfte in die Federn einzuleiten. Bei den bekannten Kupplungen mit geraden Stabfedern liegen die beiden Federenden weit auseinander. Jede Stabfeder ist in der einen Kupplungshälfte in zwei Lagerstellen geführt und greift mit einem oder zwei rechtwinklig zur Feder stehenden Kurbelarmen in die andere Kupplungshälfte ein. Die Kurbelarme werden entweder durch rechtwinklige Abbiegungen der Stabfederenden selbst oder durch besonders aufgesetzte Kurbeln gebildet. In jedem Falle treten verschiedene Nachteile auf. Die Lagerungen der Stabfedern beanspruchen Raum, verteuern die Kupplung und nehmen den Federn die Möglichkeit, sich gegenseitigen Verlagerungen der gekuppelten Wellen durch elastisches Nachgeben anzupassen. Daher müssen die Kurbelenden kugelig ausgebildet werden, um ihnen die erforderliche Einstellmöglichkeit zu geben. Damit ist der Nachteil verbunden, daß die Kraftübertragung nur in kleinen punktförmigen Flächen erfolgt, in denen große Flächendrücke auftreten, die zur vorzeitigen Abnutzung führen. Die Ausrüstung der Stabfedern mit besonderen Kurbeln macht außerdem die Kupplungen erheblich verwickelter und teuerer.

Alle diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die auf Verdrehung beanspruchten Kupplungsglieder als bügeiförmige Federn ausgebildet sind, deren Enden je in einen Kupplungsteil eingreifen. Derartige bügeiförmige Federn sind als sogenannte C-Federn schon bekannt und bei Kupplungen verwendet. Doch finden sie in den bekannten Kupplungen nur als Biegungsfedern, niemals aber als Drehungsfedern Anwendung.

Die Verwendung bügeiförmiger Drehungsfedern bringt vor allem den Vorteil mit sich, daß die Federenden nahe beieinander ange-

ordnet werden können. Dadurch werden Axialkräfte und schädliche Einspannmomente leicht vermieden. Auch wenn die Federenden nahe beieinander liegen, ist die Beweglichkeit der beiden Wellenenden sowohl in radialer wie axialer Richtung genügend groß; die bei solchen Wellenverlagerungen auftretenden Gleitbewegungen bleiben klein, so daß praktisch keine Abnutzung eintritt. Die ίο Bügelfedern können auf dem ganzen Kupplungsumfang in Axialebenen dicht nebeneinander gelegt werden, so daß die Kupplungen sehr klein werden und ein im Verhältnis zum Kupplungsgewicht außerordentlich großes ig Arbeitsvermögen aufweisen. Es ist aber auch möglich, die Federn schräg anzuordnen. Die Lagerung der Federn ist sehr einfach. Ihre Enden können sowohl fest eingespannt werden, so daß sie sich in den Lagerungen nieht drehen können, als auch drehbar in den Lagerstellen liegen. Auch bei Belastung der Kupplung bleiben die Federenden axial und parallel und infolgedessen die Berührung zwischen den Federenden und ihren Lagerstellen vollkommen erhalten, so daß keine Punkt- oder Linienberührung, sondern immer Flächenberührung vorhanden ist und demgemäß die Drücke klein bleiben.

Die Form der Feder wird zwecks bester Ausnutzung des Federgewichtes vorteilhaft so gewählt, daß in einem möglichst großen Teil jeder Feder die gleichen Materialbeanspruchungen auftreten. Dies kann bei geschmiedeten oder gegossenen Federn durch entsprechende Abstufung des Materialquerschnitts erzielt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Feder als Träger gleicher Festigkeit auszubilden. Bei Federn mit gleichbleibendem Querschnitt wird die Forderung gleicher Materialbeanspruchung an allen Stellen dadurch erfüllt, daß die Federenden, an denen die Kupplungsteile angreifen, beweglich gelagert werden und sich im Krümmungsmittelpunkt des Federbügels befinden. Anordnungen mit drehbar gelagerten Federenden besitzen durch die beim Drehmoment auftretende Reibung besonders gute Schwingungsdämpfung. Zum gleichen Zweck können auch Anschläge vorgesehen werden. Wenn bei stärkeren Schwingungen die Federn gegen die Anschläge stoßen, dann werden die Schwingungen gestört und abgedämpft. Diese Anschläge können zugleich dazu dienen, Uberbelastungen der Federn vorzubeugen. Von dem Augenblick an, in dem sich die Federn gegen die Anschläge legen, wirkt die Kupplung als starre Kupplung.

Falls die Federenden so eingespannt werden, daß sie sich nicht verdrehen können, so ist als Federform bei gleichbleibendem Materialquerschnitt der an einer Stelle offene Kreisring die günstigste. Für diese Verhältnisse kann es vorteilhaft sein, alle Federbügel aus einem Stück herzustellen, in der Weise, daß die Federbügel an jedem Ende mit dem benachbarten Federbügel zusammenhängen.

Für die Anordnung der Federbügel besteht eine Reihe von Möglichkeiten. Eine besonders einfache Form für die beiden Kupplungsflanschen bekommt man, wenn die Federbügel um die Kupplungsflanschen herumgreifen. Diese Anordnung erfordert jedoch in den meisten Fällen einen besonderen Schutzmantel für die Federbügel. Bei An-Ordnungen mit schalenartig ausgebildeten Kupplungsflanschen, innerhalb deren Schalen die Federenden geschützt liegen, ist dagegen ein besonderer Schutzmantel überflüssig. Die Federbügel beanspruchen besonders wenig Raum, wenn sie in Radialebenen rings um die Welle angeordnet werden.

Es ist für das Wesen der erfindungsgemäßen Kupplung gleichgültig, auf welche Weise die Bügelfedern in den beiden Kupplungsteilen befestigt sind. Sowohl in Nuten als auch in Löchern kann ein befriedigender Eingriff erzielt werden. Für den Zusammenbau ist es wertvoll, die Federn wenigstens in einem Kupplungsteil in achsparallelen Bohrungen oder Nuten zu halten. Die Kupplung kann dann durch einfaches achsparalleles Verschieben eines Kupplungsflansches in oder außer Eingriff gebracht werden.

Bei den einfachsten und besten Federformen liegen die Federenden dicht beieinander in der Peripherie oder innerhalb des Federbügels. Hier macht der Zusammenbau Schwierigkeiten, besonders wenn harte Federn und eine möglichst spielfreie Verbindung der Federenden mit den Kupplungsteilen verlangt werden. Hier ist eine Lagerung der Federenden in Nuten oder Schlitzen unumgänglich. Man kann sie ohne Beeinträchtigung des Federungsvermögens spielfrei bekommen, wenn man die Federn in der Nähe der Enden dünner macht als an den Enden selbst oder indem man die Federenden durch aufgesetzte Führungsstücke verstärkt.

In diesem Falle müssen die Schlitze in den no Kupplungsteilen mit engem, offenem Ende entsprechend dem dünneren Teil der Feder und nach innen zu mit zu den verstärkten Federenden passenden Erweiterungen versehen werden. .

Auf den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform in Ansicht und im Schnitt parallel zur Achse der gekuppelten Wellen, während die Fig. 3 und 4, 5 und 6, 7 und 8, und 10, 12 und 13, 14 und 15 je eine Aus-

iührungsform in zwei Schnitten senkrecht und parallel zur Achse der gekuppelten Wellen darstellen und Fig. ii eine Einzelheit wiedergibt. Bei der Ausführung nach den Fig. ι und 2 liegen die Bügelfedern 1 innerhalb des schalenförmig ausgebildeten Kupplungsflansches 2, der am äußeren Rande mit Nuten 6 versehen ist, in die das eine Ende der Bügelfedern eingreift. Das andere Ende der Bügelfedern ist in Bohrungen 3 des Flansches 4 des anderen Kupplungsteiles gelagert. Bei der Ausführungsform der Kupplung nach Fig. 3 und 4 sind die Federn 1 zwecks gleichmäßiger Beanspruchung auf die ganze Länge der Feder entsprechend den in jedem Punkt der Feder auftretenden Kräften mit verschiedenem Querschnitt ausgebildet. Ihre Enden liegen innen in achsparallelen Bohrungen 3 der Kupplungsflanschen 2 und 4. Während die Federenden bei dieser Ausführungsform voneinander weggerichtet sind, zeigen die Fig. 5 und 6 eine Kupplung, bei der die Federn 1 die beiden Kupplungsflanschen 2und4 umgreifen und die Enden der Federn gegeneinandergerichtet sind. Sie sind in beiden Flanschen in achsparallelen Bohrungen 3 gehalten. Ein Nachteil dieser Ausführung ist es, daß die Federenden verhältnismäßig weit auseinanderliegen. Diesem Mangel kann durch eine Ausführung gemäß Fig. 7 und 8 dadurch abgeholfen werden, daß die Flanschen außen bis auf die Mitte der Löcher 3 abgesetzt sind. Der zum Einführen der Feder notwendige Spielraum zwischen beiden Federenden wird durch diese Anordnung auf ein Mindestmaß beschränkt. Die Fig. 8 zeigt gleichzeitig eine besonders elastische Form der Federn 1. Diese sind nahezu Kreisringe, deren Enden so nach innen gebogen sind, daß sie sich im Mittelpunkt befinden. Fig. 9, 10 und 11 zeigen eine Anordnung der Federn mit fest eingespannten Enden. Die Form ist hier zweckmäßig ein einfacher Kreisring. Die Ausführung der Feder nach Fig. 11 ist insofern besonders bemerkenswert, als hier eine Möglichkeit gezeigt wird, wie sämtliche Bügelfedern ι aus einem einzigen Stück geformt werden können. Die Ringfedern sind in den symmetrisch ausgeführten Kupplungshälften2 und 4 in Nuten gelagert, die ein einfaches Aus- und Einrücken der Kupplung durch axiales Verschieben des einen Kupplungsteiles gestatten. Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 und 13 ist die Feder 1 als einfächer Bügel ausgebildet. Die Federn sind bei 5 seitlich abgeflacht, so daß sie ohne Schwierigkeit in die zylindrisch bearbeiteten Schlitze 6 der beiden Kupplungshälften 2 und 4 eingeführt werden können. Die verstärkten Federenden 7 haben genau denselben Durchmesser wie die zylindrischen Nuten 6. Fig. 14 und 15 zeigen eine weitere Ausführung der Kupplung. Die Federn 1 sind hier wiederum als Kreisringe ausgebildet, deren Enden sich im Mittelpunkt des Kreises befinden. Zwecks spielfreier Führung in den zylindrisch ausgeweiteten Nuten 6 sind die Federenden mit aufgesetzten zylindrischen Führungsstücken 7' versehen. Hierdurch wird eine spielfreie Verbindung der beiden Kupplungsteile 2 und 4 erreicht.

Claims (15)

Patent ANSP x< υ cn κ:

1. Elastische Kupplung mit auf Verdrehung beanspruchten Kupplungsgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß diese als bügeiförmige Federn ausgebildet sind, deren Enden je in einem Kupplungsteil eingreifen.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Federenden so nahe beieinander liegen, wie es die nötwendige Beweglichkeit der Wellenenden gegeneinander zuläßt.

3. Elastische Kupplung nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bügeiförmigen Federn als Träger gleicher Festigkeit ausgebildet sind.

4. Elastische Kupplung nach den An- go Sprüchen 1 bis 3 mit Federn von gleichbleibendem Querschnitt und mit beweglich gelagerten Enden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federenden etwa im Krümmungsmittelpunkt des Federbügels befinden.

5. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen ι bis 3 mit Federn von gleichbleibendem Querschnitt und mit fest gelagerten Enden, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbügel offene Kreisringe sind.

6. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen r bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Feder an mindestens einem Ende mit der benachbarten Feder zusammenhängt, so daß alle Federn aus einem Stück Material geformt werden können.

7. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbügel um die Kupplungsflanschen herumgreifen.

8. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbügel, mit außenliegenden Enden geschützt, innerhalb der schalenartig ausgebildeten Kupplungsflanschen liegen.

9. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen ι bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbügel rings um die Welle in Radialebenen angeordnet sind.

ίο. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Federbügel in mindestens einem der beiden Kupplungsteile in Nuten gelagert sind.

11. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Federbügel in mindestens einem der beiden Kupplungsteile in entsprechende Löcher eingreifen.

12. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen ι bis 4 und 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Federbügel in mindestens einem der beiden Kupplungsteile in achsparallele Bohrungen eingreifen.

13. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen ι bis 4 und 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn in der Nähe der Enden dünner sind als an den Enden selbst.

14. Elastische Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Federenden durch aufgesetzte Körper verstärkt sind.

15. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kupplungsteil Schiitze mit engen, offenen Enden besitzt, die. nach innen zu Erweiterungen haben, in denen die Federenden gelagert sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen