DE693627C - Elastische Wellenkupplung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN A
15. JULI 1940

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JV* 693627 KLASSE 47 c GRUPPE

AS₃O₇₉

Der Erfinder hat beantragt, nicht genannt zu werden.

Elastische Wellenkupplung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Juli 1937 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 20. Juni 1940

. Zur Leistungsübertragung von einer Welle auf eine andere muß man häufig Kupplungen verwenden, die die folgenden Bedingungen erfüllen:

1. Die Zentrierung der Wellenachsen muß an der Verbindungsstelle aufrechterhalten werden.

2. Die Kupplung muß axiale und Winkelvers.chiebungen einer Welle gegenüber der anderen zulassen.

3. Es muß eine elastische Übertragung des Drehmomentes gesichert sein.

4. TorsionsscTiwiiigungen einer Welle gegenüber der anderen müssen eine Dämpfung erfahren.

5. Der Platzbedarf der Kupplung in axialer Richtung darf nur sehr gering sein.

6. Die Kupplung muß hohe,Drehzahlen zulassen.

Es sind bereits verschiedene Kupplungen bekannt, bei denen einige der vorstehend angegebenen Bedingungen mehr oder weniger gut erfüllt sind.

So sind beispielsweise schon Kupplungen vorgeschlagen, bei denen die Verbindung. zwischen den Wellen mit Hilfe von einer oder mehreren dünnen und biegsamen ringförmigen Scheiben durchgeführt ist. Der innere Umfang; der ringförmigen Scheiben ist hierbei mit der einen Welle verbunden, während der äußere Umfang der Scheiben mit der anderen Welle in Verbindung steht. Die Zentrierung der beiden Wellen erfolgt bei diesen Kupplungen mit Hilfe eines Kugelgelenkes.

Unter den bekannten Kupplungen befinden sich auch solche, bei denen eine größere Anzahl in Sternform angeordneter mehrblättriger Blattfedern an ihrem inneren Ende fest eingespannt und mit der einen Welle starr verbunden sind, während die äußeren frei, schwingenden Enden auf eine mit der anderen Welle fest verbundene Scheibe einwirken.

Die Erfindung betrifft nun eine elastische Wellenkupplung dieser letzteren Art, die allen aufgeführten Bedingungen genügt. Erfin-

dungsgemäß bestehen die in Sternform angeordneten mehrblättrigen Blattfedern aus dünnen Federscheiben mit Armen, die so angeordnet sind, daß sie in axialer Richtung elastisch nachgiebig, dagegen in der Drehrichtung starr sind, wobei die Sternarme mit ihren freien Enden an in der Drehrichtung elastisch nachgiebigen, beiderseits jedes Armes angeordneten Blattfedern anliegen, welche an ι» ihrem einen Ende in Haltern eingesetzt sind, die mit der Scheibe der anderen Welle verbunden sind, während die anderen freien Enden dieser Blattfedern den freien Enden der Sternarme als elastische Anschläge ■ '5 dienen.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung, und zwar sind

Fig. ι eine Seitenansicht der Kupplung, wobei der untere Teil in der Mittelachse der Fig. 2 geschnitten dargestellt ist, und Fig. 2 eine Vorderansicht. In beiden Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.

=5 Die Welle ι soll ihre Leistung an die Welle 2 abgeben. Zu diesem Zweck trägt die Welle ι einen Verbindungsflansch i', der zur Aufnahme eines elastischen Elements dient. Dieses sternförmige und beispielsweise vier Arme 4 besitzende elastische Element besteht aus , übereinandergelagerten dünnen Federstahlblättern. Diese Federblätter sind in axialer Richtung nachgiebig, jedoch in der Drehrichtung starr und in der Mitte ausgeschnitten, damit sie auf die Welle 1 aufgebracht werden können, und sind mit Hilfe von Bolzen 12 zwischen dem Flansch r' und einer Scheibe 11 eingespannt. Das Ende der Arme 4 greift in eine kreisförmige Nut 5 ein, die in der Innenwand eines mit der Welle 2 fest verbundenen Gehäuses 3 angeordnet ist, das verschiedene Formen annehmen kann. Zur elastischen Übertragung des Drehmomentes und zur Sicherung einer gleichförmigen Verteilung der Belastung auf das elastische Element liegen die Arme 4 mit ihrem freien Ende an elastischen Anschlägen an, welche aus beiderseits jedes Armes 4 angeordneten BlattfedeTη 6 bestehen. Diese Blattfedern 6 sind an ihrem einen Ende i,n geeignete Halter 7 eingesetzt, die mit dem Gehäuse 3 verbunden sind, während die anderen freien Enden dieser Blattfeder 6, welche in der Drehrichtung, nachgiebig sind, den freien Enden der Sternarme 4 als Anschlag dienen. Die beiden einerseits und anderseits jedes Armes 4 angeordneten Federgruppen 6 sind miteinander durch einen Bügel 10 verbunden, der zwei Aufgaben hat, nämlich:

fio i. dafür zu sorgen, daß alle Federn 6 gleichzeitig arbeiten, und

2. durch Berührung mit dem Gehäuse 3 Reibungskräfte zu erzeugen, die geeignet sind, Torsionsschwingungen wirksam zu dämpfen.

Der Bügel 10 kann sich nämlich radial ver- 6= schieben, und er wird durch die Zentrifugalkraft gegen die Innenwand des Gehäuses 3 angedrückt. Daraus ergibt sich, daß die Relativdrehungen des elastischen Elementes (und der Bügel 10) gegenüber dem Gehäuse 3 im Falle von Torsionsschwingungen eine Reibungsarbeit zwischen den Berührungsflächen des Bügels 10 und des Gehäuses 3 verursachen. Als günstiger Umstand ist zu werten-, daß die Reibungsarbeit mit der Umlaufgeschwindigkeit wächst.

Die Ausführungsform, bei der der Bügel 10 zur Dämpfung der Torsionsschwingungeu beiträgt, ist nur eine beispielsweise. Es ist selbstverständlich möglich, zu dem gleichen Ergebnis zu kommen, wenn man sich irgendeiner anderen Vorrichtung bedient, bei der mit dem elastischen Element bei seiner Drehbewegung kraftschlüssig verbundene Schuhe durch die Zentrifugalkraft gegen die innere «_f Bohrung des äußeren Ringes des Gehäuses 3 gedrückt werden.

Die Zentrierung der einen Welle bezüglich der anderen erfolgt mit Hilfe von zwei konzentrischen Ringen 8 und 9, die sich gegenseitig führen. Der innere Ring8 ist an seinem Umfang kugelig ausgebildet und mit der Welle ι verbunden, während der äußere Ring 9 zylindrisch ist und mit dem Gehäuse 3 in Verbindung steht. Diese Ringe können beispielsweise aus nitriertem Stahl hergestellt werden.

Die Hauptvorteile der Kupplung sind folgende :

Ί. Es sind axiale, Winkel- und in der Drehrichtung verlaufende Verstellungen der einen Welle gegenüber der anderen möglich, und zwar durch die Verformung von elastischen Teilen.

2. Infolge der großen Nachgiebigkeit der Sternarme haben axiale und Winkelverstellungen der einen Welle gegenüber der anderen nur sehr geringe Reaktionskräfte zur Folge.

3. Die elastischen Anschläge 6, die eine elastische Übertragung des Drehmomentes ermöglichen, sorgen auch für eine gleichförmige Verteilung der Kräfte des "zu übertragenden Drehmomentes auf die verschiedenen Sternarme.

4. Der axiale Platzbedarf der Kupplung ist 11;, außerordentlich gering.

5. Die Kupplung bildet einen ausgezeichneten Schwingungsdämpfer. Die Reibungen zwischen den die Sternarme bildenden Blättern des elastischen Elementes bremsen näm-Hch die axialen Schwingungen ab. Ferner dämpfen die Reibungen zwischen den Blät-

tern 6 einerseits und zwischen den Bügeln io und dem Gehäuse 3 anderseits die Torsionsschwingungen. Die Dämpfungsfähigkeit hängt von der Schwingungsamplitude ab, und sie wächst mit der Geschwindigkeit.

6. Da die Kupplung keine Teile besitzt, die in ungünstiger Weise der Wirkung der Zentrifugalkraft unterliegen, eignet sich die Kupplung selbst für die größten Drehzahlen.
7. Die Kupplung erfordert keine Regelung oder Schmierung.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Elastische Wellenkupplung, bei der eine größere Anzahl in Sternform angeordneter mehrblättriger Blattfedern an ihren inneren Enden fest eingespannt und mit der einen Welle starr verbunden sind, während die äußeren frei schwingenden Enden auf eine mit der anderen Welle fest verbundene Scheibe einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die in Sternform angeordneten mehrblättrigen Blattfedern (4) aus dünnen Federscheiben mit Armen bestehen, die so angeordnet sind, daß sie in axialer Richtung elastisch nachgiebig, dagegen in der Drehrichtung starr sind und mit ihren freien Enden an in der Drehrichtung elastisch nachgiebigen, beiderseits jedes Armes (4) angeordneten Blattfedern (6) anliegen, wobei diese Blattfedern (6) an ihrem einen Ende in Haltern (7) eingesetzt sind, die mit der Scheibe (3) der anderen Welle (2) verbunden sind, während die anderen freien Enden dieser Blattfedern (6) den freien Enden der Sternarme (4) als elastische Anschläge dienen.
2. 2. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Sternarme (4) in einer Ringnut in der Wand des Scheibenkranzes (3) geführt sind.
3. 3. Elastische Wellenkupplung mit Blattfedern und Dämpfungsreibschuhen nach Anspruch 1 oder 2,- dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Blattfedern (6) zu beiden Seiten jedes Sternarmes (4) von einem Bügel (10) umfaßt sind und diese Bügel unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft gegen die Innenwand des Gehäuses (3) gedrückt werden.
4. 4. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch I, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung der einen Welle gegenüber der anderen durch zwei konzentrische Ringe (8, 9) erfolgt, die aufeinander ruhen, wobei der eine Ring (8) eine kugelige ■ Fläche besitzt und mit der einen Welle (1) in Verbindung steht, während der andere Ring (9) zylindrisch und mit der anderen Welle (2) verbunden ist.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen