DE685515C - - Google Patents

Description

• OsattMrhr. Stabfederkupplung

  111t' 1'1.tlitltlllliy; tri1111t 11.t) 1%1-11-1,1g(, Klipp-

  1 @;t'1l lillt 1at11:tlt'I1 1)11t'1 a \1:tlt#ti `! I:t1t(t#(1l#rlt,

  ([lt' 11111wlll;tl' t)Ilt'I' 11w1Ilt11#tit.tl 1I1 1@1)il1'lingen

  tlc'r 11l @'t't'I)itltl<'t.llleit I@111)1)ittllt##@Lt@rllc#i' oder

  11't@llc@il la@t#r@l 111111 11111('1l 1#111l' :111t11#i'iltil; der

  I.;tj@c@ dt#r 1@1@1)1)lilrl@;sk@@r!)t'r 11t I:it@iittliig der

  @@I:11):It'll@t' 1111'11t 1)11'11111111.i1 1\t'ttltll. sit' llllter-

  @.,'11t'itll't ;11'1l \'t)11 11('l1 I)1@k;llilltl'.11 l@:itir@clitun-

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  @;t'lltlt#I1, i:itli:il I)tlrl' axial lic'i;c'litlcn Stab-

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  111t' I @lltt@lillit'l;tlll@,r d(-i- @t:tl)I'etler eine Verkür-

  r.iilii; dt'i' :@tal)it'tlertl iit cler ursprünglichen

  :txi;llt@ri I\»irlitiiiig iiiltt#i' axialer Bewegung

  lililiclc'stt'lis (-111('s Stabfedereildes zum Kupp-

  1)i(- l)urcllhic,Tuilg wächst hier-

  bei 111i1 ziiiic@liiiiciidcr Belastung bei -unver-

  :ilic@ertcr oder 1.)e1 <ihileliinender Biegungs-

  1111 letzte]-ei] Fall erhält man eine zur

  Vermeidung von Schwingungen erforderliche Dämpfung. Bei gegebenen Abmessungen der Stabfedern und ihrer jeweiligen Biegungs= längen liegt bei diesen bekannten Ausführungen die Ausbiegung bei.gegebener Belastung fest.
• Im Gegensatz hierzu tritt bei dem Gegenstand der Erfindung als neuer Beeinflussungsfaktor eine axiale, ' beeinflußbare Widerstandskraft, die ihre Größe vorteilhaft mit der Durchbiegung der Stabfeder ändert.
• Die axiale Verspannung der Stabfeder bewirkt bei zügiger Vorspannung eine Veränderung der Ausbiegung der Stabfeder bei gegebener Belastung. Wählt man bei einem Drehmoment = 0 die axiale Vorspannung sehr klein oder macht sie sogar = 0 und läßt sie mit wachsendem Drehmoment in bestimmter Folge zunehmen, so ergibt sich eine starke schwingungsverhindernde Wirkung trotz eines unverändert weichen Anfahrens. Man ist also nicht mehr auf wälzkurvenartige Anschliigc finit ihrer zunehmenden Verkleinerung der liieguligslünge angewiesen, sondern kann sie ganz oder zum Teil durch eine axiale @'crsl@alinung ersetzen. Die axiale Verspannung ermöglicht daher auch' eine leiclitc liiistellung und Änderung der l->ui-(;lil)icguiigsgröße und der Dämpfung. I1lan braucht nicht für jede Xnderung dieser Größen andere Abmessungen oder Fornicii, sondern regelt durch die Verspallr1tInl;.
• Bei di-ücl:cnder Verspannung der Stabfedern ist es besonders vorteilhaft, die Verbiegung infolge der Vorspannung so groß zu wiililen, claß sie erst bei einer bestimmten Belastung; z. B. bis Vollast, infolge der Verkürzung des Abstandes der Stabenden bei der Durchbiegung aufgehoben wird. Das hat zur Folge, daß die Stabenden bis zu der angegebenen Belastung in ihren Lagern trotz beweglicher Lagerung nicht zu gleiten brauchen, sich also auch nicht abnutzen.
• Die in den Abb. r bis C dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung weiterhin erläutern.
• Die Abb. r zeigt die Stabfeder a in den Lagerbuchsen b und c gelagert, von denen b gleitbar und gegebenenfalls drehbar in der Öffnung des Kupplungskörpers d angeordnet ist.- Das rechte Stabfederende ist in der Buchse c fest eingespannt, die Buchse b kann auf der Stabfeder gleiten. Zwischen dem Anschlag f der Nadel und der Buchse b ist eine Wendelfeder g eingebaut. Durch Veränderung der Stärke der Unterlagscheibe 17 kann die Vorspannung geändert werden. Zwischen den beiden Buchsen b und c liegen die Gleitscheiben i und j, die durch die Wendelfeder aneinandergedrücktwerden: Sie dienen gleichzeitig als Anschlag für die Axialbewegung des Kupplungskörpers d.
• Durch ein Drehmoment werden die Kupplungskörper gegeneinander verschoben, die Stabfeder biegt sich durch, spannt dabei die Wendelfeder und damit sich selbst. Die Durchbiegung wird kleiner, als wenn die Stabfederenden sich wie bei einem frei auf= liegenden Träger einander frei nähern können. Durch die Wahl der Federkonstante = Kraft.: Durchbiegung der Feder hat man es in der Hand, das Ansteigen der axialen Vorspannung, durch die Größe der Federvorspannung die Größe der Stabfederverspannung und damit der Durchbiegung von Beginn an zu regeln. Gleichzeitig wird die Dämpfung noch vergrößert durch das Gleiten .der Gleit- oder Reibscheiben gewünschter Art unter veränderlicher Belastung.
• Die Scheiben i und j können auch zü einer für alle Stabfedern gemeinsamen Ringscheibe gt werden. Durch Wahl geeigneten Werkstoffes für die Reibflächen kann man die Reibungskoeffizienten verändern. Man erhält eine einfache federnde Kupplung mit stärkster Dämpfung bei stoßweiser Belastung.
• Ist die Stabfeder in sich genügend axial federnd, beispielsweise bei Ausbildung als Schraubenfederstab, so erübrigt sich das besondere Federglied g. Beide Stabfederenden können dann in ihre Lagerbüchsen, fest eingespannt werden unter unmittelbarer oder mittelbarer starrer oder federnder Anlage der beiden Lagerbüchsen b, c 'gegeneinander.
• Die Abb. 2 zeigt das federnde Spannglied k zwischen den beiden Lagerbuchsen b und c der Stabfeder ca angeordnet. Die Buchsen sitzen gleitbar in den Kupplungskörpern und gleitbar auf den Stabfedern, durch die Anschläge m und n an den Stabfederenden in ihrer Bewegung nach außen begrenzt: Bei Belastung wird die Schraubenfeder k zusammengedrückt, spannt dabei die Stabfeder a. Die Reibung der Schraubenfeder an der Scheibe l als Folge der axialen Verspannung erhöht die Dämpfung und setzt die Biegungsbeanspruchung der Stabfeder herab.
• Die Abb. 3 stellt eine Verspannung 'dar, bei der das Verspannungsglied selbst als Stabfeder mitw irksam ist.
• Die Stabfeder a ist von einer Wendelfeder p umgeben, die axial zusammengedruckt in ihrer Lage durch die Unterlagscheiben q und die- Federringe r, die in Ringnuten der Stabfeder a greifen, gehalten wird. Diese doppelte Stabfeder ist, wie von Stabfedern bekannt, in Büchsen b, c. mit trichterförmig erweiterten Öffnungen oder unmittelbar in den Kupplungsscheiben d, e gelagert. Die gegenseitige Verspannung der Stabfedern ergibt eine höhere Belastungsmöglichkeit der Stabfedern bei bester Raumausnutzung. Die Form der -Durchbiegung der äußeren Stab--. feder ist durch die innere Stabfeder gesichert.
• Es ist bekannt, gebündelte Kupplungsdrähte mit einer Zugwendelfeder, zu umgeben und diese Feder an der Drehmomentübertra= gung teilnehmen zu lassen. Doch hat man hierbei eine axiale Verspannung der einzelnen Kupplungsdrähte durch die Wendelfeder nicht vorgesehen, sondern dieser Zugfeder die Aufgabe übertragen, die Lagerbüchsen der beiden das Drehmoment übertragenden Federungsglieder zusammenzuhalten unter Anlage an besondere Anschläge der Kupplungskörper.
• Die Abb. q. stellt ein Kupplungselement mit zwei Gruppenlagern für Stabfedern im Längsschnitt dar. Die Gruppenlager z und 2 besitzen Mittelöffnungen 3, q., in denen eine Schraubenfeder 5 liegt. Die Lageröffnungen der Stabfedern 6 umschließen die Mittel-

  i>ffnulig. Dic @talitc<icrn besitzen an ihren

  I@ndcii @tlsclll;ige j, S. Di-iiclct man die

  Scltraul>cllfetlc'r 5 tliirrlt dic \%erscliluß-

  schrattltc () zlisaiitiiic'ii, st) ,c';;1'11 sich die

  (ärulllleillagcr gegt'I1 11i1' :\tlsc-Itl:igc' ; , lncl

  versllanncll clit' St:iltft'tlt'rii c, :mi;il.

  l,ieg(#I1 die (@rttltlu'ttl;iget li;it;illt'1 7,11 tlril

  1\«111>1)111n gsac-lls('tl, so ist tlit' I>ttitltliit'gitli;;

  der c'ittzellleil @t;ilileclc'rli j c 1a(11 ihn'I11 :\1t

  stand voll (1(r Kul>1>lungsarllsc @ersiltic'tletl

  groß, damit auch ihre axiale Verlagening

  urigleich. Daher sind zwischen den Ansclii:i-

  gen 8 und dein Gruppenlager :2 Federglieder

  i o, gegebenenfalls verschieden stark oder ver-

  schieden stark gespannt, eingeschaltet, die

  (',ixen Ausgleich ermöglichen. Der Spalt

  zwischen (1e11 Gruppenlagern kann dabei so

  klt'iii ge'niacht @@er<len, daß die Gruppenlager

  "it-li iiiii- iiiii die (ir#il.ie _(1e i- Annäherung der

  '@t;llifetlerc'litlt'ti ,litt h@c'ittsteln \1)stand von

  ,11l I@tll@l,ltlliy;,.a@It@.t: ti;iltt'ill ki-nlilcn. Bei

  1<,tllllc'I1 diese- Feder-

  i-l:ttlt't 1t# t"Iti,tiic'It. Silli) I''c'ile#i-glieder io

  t,.th:iii-lt il, @, Liiiii tlit' @t-ht:tiibonfeder 5 bei-

  @,." 111111'1i cinc' l\>tit;t'I};t'It'iil;st#itze er-

  t: i @@t'i,lt'ii t,tlt'r die legen sich

  I'@@j;twt'iilaiitlc'r Im, fcltlc'ntlt'i .`iullraullenfeder,

  :tll;@t-lilt'Ltt durch (11(' 1'l'tll'I;.,llt'tlt'I' 1(l.

  Dtircll al>@@@cchselttde :\itiii iliiiiii;; 11e'1- Feder-

  glieder lo unter den "\iisclil;igc'ii ; 1111c1 8 kann

  an Raum gespart @@@ercleii. I':li(-iisil ist der

  grundsätzliche Aufhat, ,1a1'11 .-\1i1.2 für

  Gruppenlager geeignet. -

  Die Abb. 5 bis 6 zeigen eltelif;tlls ein Kupp-

  lungselernent finit Gnippenlagc'i i,. I)ie Mittel-

  reihe der Stabfedern 1 i ist In 11e11 Gruppen-

  lagern 12, 13.fcst cittgesl>:tlltlt, L>c'ispielsweise

  durch Einstc@niinrn von king('ii i(,. In den

  anderen Lagei-i)*fiiitiiig(#ii, slic iiic-lit durchge-

  bohrt sind oder, wenig durcltgeltttlirt, wieder

  verschlossen sind, 1)eisl»els@@'t'ist# durch

  Schraubenstifte 15, sitzen St:ilife(lern 14,

  deren Enden sich gegen die I itl@leiitl;ichen der

  Lageröffnungen abstützen. Sie \v'('i-den durch

  die Stabfedern i i etwas dnickend vorge-

  spannt. Bei der Durchbiegung i111 Betriebe

  nähern die festeingespannten Stallfedern i i

  infolge ihrer' Durchbiegung die Gruppenlager

  einander. Dieses Nähern entspricht bei

  gleicher Durchbiegungslänge und -gi-i:>ße sämt-

  licher Stabfedern dem Axialweg sämtlicher

  Stabfederenden. Es wird also erreicht, daß

  die drücltend vorgespannten Stabfedern in

  ihren Lagern keine axiale Bewegung voll-

  führen, die sonst sich ergebende Abnutzung

  fortfällt.

  Verkleinert man die Biegungslänge der

  Stabfedern 11 von Anfang an gegenüber der

  der Stabfedern 14, wozu zweckmäßig die

  Stabfedern i i kleinere Durchmesser erhalten,

  -----hsen die Druckspannungen in den

  Stabfedern 14 und die Zugspannungen in den

  Stabfedern i i mit wachsender Belastung.

  Bei radial angeordneten Gruppenlagern

  oder Gruppenlagern mit auf gleichem Kupp-

  lungsdurchmesser sitzenden Stabfedern ist

  clci- Fortfall der gleitenden Axialbewegung

  tler Fcclerenden für alle Stabfedern erreich-

  hav, hui axialen Gruppenlagern mit auf ver-

  silt;i'@lc'Itc'll Ditt-chtnessern gelagerten Stab-

  it'iIt'1 fit ist ilic's('s flicht ohne weiteres möglich.

  \1;t11 I:ii.it il:iiiil eiit@@-e(1(:r für einen Teil der

  iit)t 1i :@crillge Axialbewegungen

  lief tlt'ii E@l@il',tt'tt «t'rlt@c'litcl('it Drehmomenten

  o(1(#i- xiiiic'iiiiit'iiilt' I irttrhsli;tiltluitgcn bei ein-

  zelticil @l;ll,li'tlt'Itl ztl tidi'r spannt ixte einzel-

  nen @taltfc'tit'tll t@' 1,a,'11 iltrt'r I )urc@iniesscr-

  lage verscltit'tlt'il @.t.trl; t1(1('1 eittzclitc Über-

  haupt nicht \-11i.

  Bei eiiiciil illit beispielsweise

  drei auf vc:rscliie;ic'itt'll i >tttclttitesserlt @icgen-

  den Stabfeclcrreilit'li, ,11',1'1l 1)urchbiegungen

  sich etwa wie cihalten tiiiigen, würde

  man roh gerechnet tlic iititerste keilie gar

  nicht verspannen, die initilt'n' I:c'iltc# dagegen.

  derart zügig vorspainien, 11a1., die äul3erste

  Reihe durch eine (lrückt'ndt' I iel;tsttlitg um

  1l3 ihrer Durchbicgtlijg vt,iit>gc'ii ist. Dann

  würde bei größter. l@t'l:tstutth slic ;iul.irrste

  Reihe axial gerade :in iltreit 11'i(lerl;igeril a11-

  liegen, die iniiei-ste l@cili.(# dagegen uiii den

  Unterschied zwischen (teil .lxialllc@@eguilgen

  der mittleren un(1 innei-st(#ii Ncilic (li-iicl:eiid

  um 1l3 der Dui-clil)icgtiitg tlttrcllgel>ttgell sein,

  wobei die axiale \'erl<iirr.uttg (ler St_ l)federn

  bei dieser Belastit iig glc'icli gi-til.i sein würde.

  Da die Kupplung 1>ei nt>rinaler Belastung

  etwa im mittleren Durchlm:gungsgebiet arbei-

  tet, so würden in (lieseitl Gebiet die axialen

  Druckbelastungen clei- :itil.ici-sten und der

  innersten Stabfedern etwa gleich ,roß .sein

  (ungefähr entsl)i-ccli(#iitl 'j" Durchbiegung),

  was günstige Belastttiigs@-(@rlt;iltttissc ergibt.

  Eine axiale @e@@-c#gultg von Stallfedern , in

  ihren Lagern findet nicht statt, damit auch

  nicht die sonst dabei ctltsceltcii(i(# :Mlnutzting.

  Vertauscht man die St:ilifrtlerii t 1 und 14

  derart, daß die zügig @ersliaiiittc#it Stabfedern

  außen, die drückend vej-si>;iiiliteii Stabfedern

  etwa in der Mittelreilic 1,('g('11, sei ändert sich

  an der Wirksamkeit grunds:itzlich nichts bei

  radialer Anordnung der Gruppenlager. Bei

  axialer Anordnung werden alsdann die -zügig

  verspannten Stabfedern z@@erhni@ifiig einzeln

  federnd verspannt, beispicIsweise wie in

  Abb.5 dargestellt. 'Vorteilhaft werden die

  zügig und drückend verspannten Stabfedern

  so verteilt, daß auf die Gruppenlager mög-

  lichst geringe Verkantungskräfte ausgeübt

  werden.

  Als federnde Spannglieder können Stab-

  federn jeder Art, biegsame Nadeln; Schrauben-

  fecleril ti. a. in. @erwcrldct werden, aber auch

  iii@'lit @ecleriiclel>;itltlglieder, die eine Seiten-

  @'crseliielliitigr cler ( irtrl>lrcnlagcr eines Kupp-, ltiiigseleiiiciites gegerleitiander zulassen, sind

  l@r-:mrltl@:m.

  I >ie @taiiie@clerii kiinnen auch einer- oder

  1>ci@l@r@cits iti (lcii Gruppenlagern einge-

  "t,iii, lwisliielswcise eingegossen, ein-

  oder eingeschraubt.

  1)i(- \ urslrinnung der Stabfedern ermög-

  liclit ;11s() l)ci zügiger Verspannung die Über-

  ii;tt;iiiig eines größeren Drehmomentes bei

  t@c@gelietic@r Ausbiegung, da das Drehmoment

  tcil\1'l'i@e, wie bekannt, zur Durchbiegung tler

  @t:lllicdc:rn, teilweise aber zur Verändei-tiii;;

  der axialen Spannung von Federgliedern

  wirksam wird; ferner wird eine lciclou

  IIvgelung der Größe der Federkonstante cIei-

  l~til>llluilg erzielt. Bei Druckverspanming

  wird die Beseitigung oder Minderuni; tIei-

  :ixi:ilcti Bewegung der Stabfedern in illt-cil

  Utldlagern und damit der Abnutzung er-

  reicht, auch eine Verkürzung der zyIiiiciri-

  sclicii Lagerführung ermöglicht, wodurch die

  freie Blegungslänge sich vergrößert. Nclicii-

  1>ci ergibt die axiale Verspannung den l@ urt-

  fall der bei der Durchbiegung der Stallic@clern

  entstehenden Achsschubkomponente, die c1110

  zusätzliche Belastung der Mascliineiidruck-

  lager bedeutet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elastische Stabfederkupplung finit radial oder axial angeordneten Stabfedern, die durch eine Lagenänderting der Kupplungskörper in Riclituilg der Stabachse nicht beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder riii Teil der Stabfedern (a, 6, 11, 14) durch Mittel (g, k, p, 5" i o, 11, 14), die eitle nicht als Folge einer Reibung auftretende: axiale Widerstandskraft ergeben, niiiidestens im Betrieb' federnd gespannt sind.
2. 2. Elastische Stabfederkuppluiig nach Anspruch i, dadurch gekennzeicilllet, claß die Höhe der axialen Belastung der Stabfeder (a, 6, 11, 14) bei bestimmtem Drcainlonient durch eine Beeinflussung der die axiale Widerstandskraft ergebenden tel (g, k, p, 5, Il, 14) einstellbar ist.
3. 3. Elastische Stabfederkupplung nach ;\nslli-ucll i und 2, dadurch gekennzeichiic,t, claß besondere Federglieder (g, k, ,, ;, In) eine axiale Belastung der Stabluilorii (a., b, 6) durch Erzeugung einer ;txialeit Widerstandskraft ergeben. 4. Elastische Stabfederkupplung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeich- net, daß die axiale Belastung der Stab- federn (a.) durch Federglieder (p) erzeugt wird, die gleichzeitig einen Teil des zu übertragenden Drehmomentes aufnehmen. 5. Klastische Stabfederkupplung nach Ailslirucll > bis 4, .dadurch gekennzeich- tict, dal3 slic spannenden Federglieder (g, k, i i), slic gleichzeitig die Stabfedern ( i t ) seilt 1«iiincti, die besonderen Lager (11, r, 122, 13) der Stabfedern mit einem wit ii(-iii Druliniilnicnt sich ändernden l@cilittitgs.c-liltil.i uiiniittelbar oder mittel- l);ir inituinandur oder mit dein benach- hartc-ii rti kiilil@<liicleil Kiirper (e) gleit- bar vcrliiiicleii. (i. I:lastiscllc @t;iltfederl:uliplung nach Anspruch 1 1) s 5, dadtirch gekei7nzeich- nct, daß die spannenden hcderglieder (1z, 5, 14) zN<<iscllen zwei Lagcrir (b, c, 1, 2, 12, 13) der Stabfedern (a, 6, 11) liegen, von denen mindestens das eine im Kupp- lungskörper beweglich ist, beide aber die Spannkraft auf die Stabfeder übertragen. 7. Elastische Stabfederkupplung nach Anspruch i bis 5, ' dadurch gekennzeich- net, daß die spannenden Federglieder (g, 10) zwischen dem Stabfederende und dem zur Stabfeder gleitbar gelagerten Lagerkörper (b, 2) der Stabfeder (a, 6) angeordnet sind. Elastische Stabfederkupplung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeich- net, daß die spannenden Federglieder (g und k, 5 und io) beiderseits mindestens eines axial beweglichen Stabfederlagers (b, 2) angeordnet sind, wobei die äußeren Widerlager (f, 114 7, 8) die Spannkraft auf die Stabfeder (a, 6) übertragen. g. Elastische Stabfederkupplung nach Anspruch i bis S, dadurch gekennzeich- net, daß die Spannglieder (5, 11) mit. ihren Achsen außermittig parallel zu den zu spannenden Stabfederri (6, 14) liegen. io. Elastische Stabfederkupplung nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeich- net, daß ein Teil der Stabfedern (11) zu- gleich als Spannglieder für die anderen Stabfedern (14) dient. i i. Elastische Stabfederkupplung nach Anspruch 1 bis io, dadurch gekennzeich- net, daß mindestens ein Teil der Stall- federn (6) einer Stabfedergruppe cliircli für diese Stabfedern einzeln vorgesc,lic@iic-ii besonderen Federglieder (io) zügig spannt wird.