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Drehelastische Kupplung Das Hauptpatent betrifft eine drehelastische
Kupplung mit auf Verdrehung beanspruchten bügelförmigen Federn als Kupplungsglieder.
Bei der Kupplung nach dem Hauptpatent erhalten entweder die Naben oder de Hülse
sich erweiternde Nuten, in welche die Federn so eingreifen, daß.die auf Verdrehung
beanspruchten Federenden nacheinander zur Wirkung kommen und,so der Kupplung eine
gekrümmte Federkennlinie geben oder einen Überlastungsanschlag bilden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kupplung so auszubilden,
daß -sie .gleichzeitig -sowohl eine krumme Kennlinie als auch einen überlastungsanschlag
`erhält. Dies wird dadurch erreicht, daß sowohl der Naben- als auch der Hülsenteil
der Kupplung sich erweiternde Nuten zur Aufnahme der Federn erhält, die entweder
im Naben- oder Hülsenteil der Kupplung oder in beiden Kupplungsteilen außer den
Federenden und den auf Verdrehung beanspruchten Federteilen ,auch den etwa radialen
Arm zwischen ,denn zweiten verdrehbaren Federteil und dem Federende aufnehmen. Hierdurch
wird !mit der Erzeugung einer krummen Kennlinie ggleichzeitig auch ein Überlastungsanschlag
erreicht; denn nachdem wie gemäß dem Hauptpatent die Verdrehungsbeanspruchung der
auf Verdrehung beanspruchten Federteile nacheinander erfolgte, legt sich gemäß vorliegender
Erfindung der hier sich in :der erweiterten Nut befindliche, etwa radiale Hebelarm
gegen die Seiten-,vand einer Nut und bildet so mit dem an der anderen Nutenwand
anliegenden Federende einen Anschlag. Es kann aber auch bei
gleicher
Ausbildung der Kupplungsteile die Verdrehung des zweiten auf Verdrehung beanspruchten
Federteils dadurch eingeleitet werden, daß der radiale Federarm sich an die Nutenwand
anlegt, den zweiten Federteil fortschreitend verdreht, bis das Federende an der
Wand der gegenüberliegenden Nut zur Anlage kommt und somit der Ansc4ilag in gleicher
Weise wie oben gebildet v,ird.
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In der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt,
Fig. ;, und 5 Ausschnitte aus der Kupplung in vergrößertem Maßstab bei verschiedenen
Belastungen; in Fig.6 ist als Kennlinie der Kupplung das KupplungKupplungsdrehmoment
über der Winkelverdrehung der beiden Kupplungsnaben dargestellt. Bei der Kupplung
gemäß dieseln Ausführungsbeispiel erhält die Kennlinie ihre Krümmung bei einer Verdrehung
der beiden Kupplungsnaben von mehr als 3-. Die Kupplung hat dabei einen maximalen
Verdrehungswinkel von 6-, bei dem der überlastungsanschlag wirksam wird.
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Die Kupplung bestellt in gleicher Weise wie gemäß dem Hauptpatent
aus den beiden Kupplungsnaben i, die auf den Enden der drehelastisch miteinander
zu kuppelnden Wellen befestigt sind. Die Kupplungsnaben sind an ihrer Mantelfläche
2 mit Nuten 3 versehen, die, wie aus Fig.2 bis 5 ersichtlich, nach außen hin erweitert
sind. In den Nuten 3 ist ein auf Verdrehung beanspruchter Teil 4. und der radiale
Teil io einer bügedförinigen Feder 5 gelabert, deren anderer auf Verdrehung beanspruchter
Teil 6 sowie deren als Windungen ausgebildeten Enden 7 in N U-ten 9 der Kupphingshülse
8 gelagert sind. Die Kupplungshülse 8 bestellt zur Erleichterung des Einbaues der
Federn aus zwei Miteinander verschraubten Teilen. Die Nuten () sind, wie aus Fig.
2 bis 5 ersichtlich, gleichfalls erweitert, und zwar ist die öifnun @Ir dieser Nuten
enger als die der Nuten ;.
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Bei unbelasteter Kupplung 'haar die Feder die in Fig.3 dargestellte
Lage, in der sich die in den Nuten 9 der Kupplungshülse 8 angeordneten Federenden
7 und Federteile 6 in der gleichen Ebene mit den in den Nutell3 der Kupplungsnaben
i angeordne,en Feder-C In
t ei ilen 4 befinden.
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Bei. Belastung der Kupplung und entsprechender Verdrehung .der beiden
Kupplungsnaben gegeneinander wird .der Federstab 6 verdreht, bis sich die Enden
7 der Federn gegen die Flanken der Nuten 9 legen, wie in Fig..l dargestellt. Da
bis zu diesem Verdrehungswinkel der beiden Kupplungsnaben nur die Federstäbe 6 belastet
sind, so hat die in Fig.6 dargestellte Kennlinie der Ktipp-Jung einen Verlauf entsprechend
der Geraden a.
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Bei we:erer Be'astungszunahnie wird durch die sich gegen die Flanken
der Nuten 9 legenden Federenden 7 eine Verdrehung der Federteile ,l bewirkt, so
d@aß sich in der Kenn-:inie die dem Federteil .l entsprechende Ge-
rade b
zu 'der Geradem addiert. Der <<:eitere Verlauf der Kennlinie erfolgt nach
a -;- b, «-ic: dies Fig. 6 zeigt.
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Bei der maximalen Verdrehung der beiden Kupplungsnaben gegeneinander
legt sich der das Federende 7 mit dem Federteil d. verbindende, etwa radiale Federarm
io gegen die XVandung der Nuten 3 der Kupplungsnabe i, wie dies Fig. 5 zeigt. Hierdurch
werden die übrigen auf Verdrehung beanspruchten Teile 4. und 6 der Federn gegen
C,berlastung geschützt.
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Bei der Ausführungsform gemäß -Fig. i bis 5 wird die Verdrelung des
Federteils durch den Kupplungsteil 8 eingeleitet, also durch den anderen Kupplungsteil,
in dem der Federteil d. ,gelagert ist. Die Erfindung kann auch in der Weise ausgeführt
werden, daß die Verdrehung des auf Verdrehung beanspruchten Federteils .l von dem
gleichen Kupplungsteil, in dem er ruht, z. B. der Kupplungsnabe i, eingeleitet wird.
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Eine derartige Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 bis i i
beispielsweise dargestellt. In diesen Abbildungen sind die dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der Aufbau dieser
Kupplung ist atieh ,grundsätzlich der gleiche -wie bei dem erstere Ausführungsbeispiel,
nur sind die Nuten 9 der Kupplungshülse 8 stärker erweitert als die Nuten 3 der
Nabe i, während bei dein Beispiel nach Fig. i bis 5 das I_-mgekelirte der Fall ist.
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Ini unbelasteten Zuistande hat die Feder die in Fig.9 dargestellte
Lage, in der sich die Enden 7 der Feder in der Mitte der Nuten 9 befinden. Wird
die Kupplung belastet, so wird zunächst der Federstab 6 so lange verdreht. bis die
inneren, @et@i7a radialen Teile io der Feder 5 an der Flanke der erweiterten Nuten
; des Nabenteils i zur Anlage kommen, wie in Fig. io dargestellt. Die lxiden Kupplungsnaben
sind in diesem Augenblick um einen Winkel von 3- gegencillaa1der verdreht.
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Die in Fig.6 dargestellte Kennlinie ttiat bis zu diesem Verdrehungswinkel
gleichfalls einen Verlauf entsprechend der Geraden a, da nur die Federstäbe 6 belastet
sind.
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Bei weiterem Anstieg der Belastung; und entsprechend stärkerer Verdrehung
der beiden Kupplungsnaben gegeneinander «-erden die Fe-lertelle 4 und 6 gleichzeitig
auf Verdrehung
belastet. Die Kennlinie des Federteil,s 4. entspricht
der Geraden b (Fig. 6), die sich nach der eingetretenen gleichzeitigen Verdrehtnig
der Federstäbe q. und 6 zu der Geraden a addiert, wodurch Ader weitere Verlauf der
Kennlinie nach a -'i- b erfolgt, die Kennlinie also einen steileren Anstieg erhält,
bis bei der maximalen Verdrehung der beiden Kupplungsnaben gegeneinander die inneren
Federenden 7 sich gegen die Seitenwände :der erweiterten Nuten 9 der Kupplungshülse
8 legen, wobei die nunmehr auf Biegung bean-,sprachten inneren Federstäbe io einen
nahezu starren Anschlag der Kupplungshülse 8 gegen ,die beiden Kuppiunlgisnaben
i bilden.
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Diesen Belastungszustand zeigt Fig. i i. Durch diese radialen Federstäbe
i o werden die übrigen auf Verdrehung bieanispruchten Teile q. und 6 der Federn
5 gegen Überlastung geschützt.
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An Stelle der bügelförmigen Federn -können auch Federn in Form eines
Halbbügels verwendet werden, bei denen dass nicht in Windungen ausgebildete Ende
der Federn zwecks an einem Kupplungsteil in beliebiger Richtung auf- oder umgebogen
wird, während -das andere in Windungen ausgeführte Ende der Feder m einem der #dr#ehelastisch
zu verbindenden Kupplungsteile gelagert wird. Ferner kann zum Halten der Federn
ein in der Kupplungshülse oder auf den Kupplunasnaben nahender werden, in dem die
Führung für den Federteil? entsprechend erweitert wird. Die auf Verdrehung beanspruchten
Federteile q: !sind einer geringeren Verdrehung unterworfen als die Federteile 6.
Damit nun die Federteile q. die gleiche Beanspruchung erleiden wie die mit größerem
Winkelausschlag verdrehten Federteile 6, sind bei der Ausführungsform gemäß Fig.
7 bis i i die Federteile q. kürzer bemessen, als der halben Länge der Federtehe
6 entspricht. Hierdurch wird die Höchstleistung der Federn: erreicht, da die auf
Verdrehung beanspruchten Federteile nunmehr !sämtlich ;gleich belastet sind und
in ihnen die ;gleichen Werkstoffbeanspruchungen eintreten.
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Die Erfindung hat gegenüber der Kupplung nach dem Hauptpatent den
Vorteil, diaß gleichzeitig mit der Erzeugung der gekrümmten Kupplungskennlinie auch
ein. wirksamer Überlastungsschutz der federnden Kupplungsglieder erreicht wird.