DE7411513U - Elastische Kupplung - Google Patents

Description

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DR.- ING. H. H, WILHELM, - -'DiiPL./K.N.G. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 - QYM N AS I 'J MST R AOSE 81 B -'TELEFON (0711) 29 11 33

Stuttgart, den 4. November 1974

D 4620

Djp.W/Wu

Betr.: Gebrauchsmus t er anmeldung G 74 11 513·2

Anm.: Mas chin enfabrik

SOJEOMAG GmbH

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Hansastrasse 120

Elastische Kupplung

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung mit einzelnen die Kupplungshälften untereinander verbindenden elastischen Laschen, die aus um Büchsen zur drehbaren Aufnahme von Befestigungsbolzen gelegten Seilschlingen o.dgl. bestehen, die zwischen den Büchsen durch elastische Druckkörper in einer elliptischen Form gehalten werden und wobei die Büchsen zur Aufnahme der Befestigungsbolzen einer Kupplungshälfte auf einem anderen ^rieilkreisdurchmesser und radial zu denen der anderen Kuppluagshälfte liegen.

Bei bekannten Bauarten ähnlicher Art sind mehrere zu einer Kette verbundene Laschen in Form einer ringförmigen Scheibe zusammenvulkanisiert. Die Laschen sind im wesentlichen tangential zu der Kupplungsachse angeordnet, und zwar so, daß die Büchsen zur Aufnahme der Befestigungsbolzen jeweils alle auf einem gemeinsamen

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Kreis um die Achse der Kupplung liegen. Durch diese Ausgestaltung wird damit und durch die besondere Anordnung der Seilschlingen eine Verstärkung elastischer Kupplungsscheiben in Umfangsrichtung erreicht, ohne daß die Elastizität zu sehr beeinträchtigt wäre. Die einzelnen Laschen werden im wesentlichen durch die auftretenden Umfangskräfte beansprucht, wobei durch die abwechselnde Anordnung von Befestigungsbolzen der einen owz. der anderen Kupplungshälfte hintereinander nur immer eine Lasche auf Zug, die η achfolg end er. dagegen auf Druck beansprucht wird. Bei der bekannten Bauart ist die Ausgestaltung so getroffen, daß die auf Zug beanspruchte Laschen mit zwei Seilschlingen, die auf Druck beanspruchten dagegen mit einer Seilschlinge versehen sind. Diese Ausgestaltung weist den Nachteil auf, daß es aufgrund der unterschiedlichen Beanspruchungen zu einer laufenden Verformung des elastischen Teiles mit unterschiedlichen Spannungszustanden kommt, so daß eine definierte und mit zunehmendem Drehwinkel progressive Kennlinie nicht erreicht werden kann. Auch die Dämpfungseigenschaften solcher elastischer Glieder entsprechen nicht den Anforderungen, die teilweise an elastische Verbindungsglieder gestellt werden.

Es sind darüber hinaus aber auch Kupplungen der eingangs genannten Art bekannt geworden (DT-PS 700 184), bei denen Gummiringe Jeweils radial zwischen Bolzen gehalten sind, die den verschiedenen Kupplungshälften zugeordnet sind. Diese Bauarten v/eisen den Nachteil auf, daß es nicht möglich ist, den Kennlinienverlauf der Kupplung an verschiedene Einsatzarten anpassen zu können. Insbesondere ist es nicht möglich, das Anfahrmoment oder das übertragbare Drehmoment beliebig zu erhöhen, weil die Gummiringe zu elastisch sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Kupplung zu schaffen, die sich durch große Elastizität bei großem Drehmoment, großes Schwingungsdämpfungsvermögen und eine pHgressiv ansteigende Kennlinie auszeichnet. Die Erfindung besteht darin, daß die Seilschlingen durch bekannte elastische

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Druckkörper in einer elliptischen Form gehalten werden, daß die Laschen unter Vorspannung zwischen die Kupplungshälften eingesetzt sind und die elastischen Druckkörper zwischen den Büchsen eine besondere Formgestaltung besitzen.

Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß die an sich bekannten elliptischen Laschenkonstruktionen mit Seilschlingen um die Befestigungsbüchsen ihre vorteilhaften Eigenschaften voll zur Geltung bringen können, denn jetzt werden die sternförmig angeordneten Laschen so beansprucht, daß alle Seilschlingen auf Zug und die dazwischen liegenden Druckkörper auf Druck beansprucht werden. Gegenüber anderen bekannten Ausführungsformen mit radial verlaufendem elastischen Stegteil (DT-PS 1 226 372) wird der Vorteil eines progressiv anwachsenden Verlaufes der zu übertragenden Drehmomente erreicht, ohne daß die vorteilhaften Schwingungsdämpfungseigenschaften eingebüßt werden. Die neue Kupplung gibt darüber hinaus die Gewähr für ein sehr weiches Anfahren, weil mit kleiner werdendem Verdrehwinkel auch das aufzubringende Drehmoment in einem flachen Verlauf gegen null geht. Beeinflußungsmöglichkeiten dieses Verlaufes bestehen in vorteilhafter Weise auch noch dadurch, daß die Laschen unter einer wählbaren Vorspannung zwischen die Kupplungshälften eingesetzt werden können. Auch die elastischen Eigenschaften der Druckkörper können durch besondere Formgestaltung und insbesondere durch Anordnung von zwischen den Buchsen vorgesehenen Ausnehmungen beeinflußt werden, so daß eine weitgehende Anpassung an die gewünschten Eigenschaften möglich ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Pig. 2 einen Schnitt durch die Kupplung der Fig. Λ in Richtung der Linie II-II,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine elastische Lasche, die tei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 eingesetzt ist,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Lasche der Fig. 3 in Richtung der Linie IV-IV,

Fig. 5 die Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Lasche,

Fig. 6 eine aus zwei untereinander zusammengefügten Laschen bestehende Einheit,

Fig. 7 die schematische Darstellung der Kräfteverhältnisse an der erfindungsgemäßen Kupplung und

Fig. 8 den Kennlinienverlauf der in den Fig. 1 und 2 dargestellten elastischen Kupplung.

In den Fig. 1 und 2 sind an einem Kupplungsflansch 1, der auf ein Wellenende aufsetzbar ist, elastische Laschen 2 angeordnet, die zwischen zwei umlaufenden Flanschen 3 und 4 des Kupplungsflansches 1 mit Hilfe von Schraubbolzen 5 drehbar befestigt sind. Zu diesem Zweck sind in die Laschen 2 Büchsen 6 eingesetzt, die sich frei auf dem Schraubbolzen 5 drehen können. Wie aus Fig. entnommen werden kann, sinddie elastischen Laschen 2 auch an der zweiten Kupplungshälfte 7 in gleicher Weise befestigt, wobei hier die Schraubtolzen 5a noch zusätzlich einen Ring 8 gegen die Stirnseite eines Anschlußringes 7a der Kupplungshälfte 7 drücken. Es wäre aber auch möglich, den Ring 8 einstückig mit der Kupplungshälfte 7 auszubilden, so daß ein ähnliches U-förmiges Profilteil an der Kupplungshälfte 7 vorgesehen wäre wie beim Kupplungsflansch 1. Die Montage ist dadurch nicht behindert, da die elastischen Laschen eingeschwenkt werden können. Die Kupplungshälfte 7 sitzt ebenso wie der Kupplungsflansch 1 in nicht

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näher dargestellter Weise auf einem Wellenzapfen. Die Übertragung der Drehmomente von einem Wellenzapfen zum anderen erfolgt über die elastischen Laschen 2.

Die dem Zupplungsflansch 1 zugeordneten Schraubbolzen 5 und die entsprechenden Büchsen 6 der elastischen Laschen 2 liegen dabei auf einem inneren Teilkreis 9i während die Schraubbolzen 5a und die Büchsen 6a genau radial ζυ den Büchsen 6 und auf einem anderen Teilkreis 10 mit größerem Durchmesser sitzen. Alle innen gelegenen Schraubbolzen 5 befestigen dia Laschen 2 daher an dem Kupplungsflansch "I, alle außen gelegenen Schraubbolzen 5a befestigen die Laschen 2 an der Kupplungshälfte 7·

Wie aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, sind die Laschen 2 elliptisch geformt und bestehen im wesentlichen aus Seilschlingen 11, die um die Büchsen 6 und 6a herumgeschlungen sind. Die Seilschlingen selbst können auch aus mehreren G-ewebelagen aufgebaut sein, die durch einen zwischen den Seilschlingen 11 angeordneten, elastischen Druckkörper 12 an ihrer dargestellten Lage gehalten werden. Der Druckkörper 12 besteht zweckmäßigerweise aus Gummi, der einstückig mit einer Gummiumhüllung ausgebildet ist, die sowohl den Druckkörper 12 als auch die Seilschlingen 11 einhüllen. Aus Pig. 5 ist zu ersehen, daß die Laschen 2 dabei noch mit einer sich von einer Büchse 6 zur anderen 6a erstreckenden länglichen, nutförmigen Ausnehmung 13 versehen sein können, die das Material des Druckkörpers im Bereich zwischen den Seilschlingen vermindert, so daß je nach der Größe und Form der Nut eine größere Elastizität erreicht wird. Nach Fig. 6 ist es auch möglich, zwei Laschen 2 zu einer Einheit dadurch zu verbinden, daß die Laschen durch eine elastische Gummizwischenschicht 14 zusammengehalten werden. Solche, oder ähnliche Ausführungsformen können sowohl montagetechnische Vorteile bieten, als auch eine Beeinflußung des Kennlinienverlaufes ermöglichen.

Aus den Fig. 7 und 8 geht die besonders vorteilhafte Wirkungsweise der in den vorangegangenen Fig. gezeigten Ausführungsformen

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hervor. Dabei seien in Fig. 7 mit den Bezugszeichen 15 und 16 die beiden Punkte versehen, die der Ausgangslage der Büchsen

6 und 6a einer Lasche im unbelasteten Zustand entsprechen. Punkt 16 liegt also auf dem äußeren Teilkreis 10, während der Punkt auf dem inneren Teilkreis 9 liegt. Wird ein Drehmoment auf die Kupplung ausgeübt, so verdreht sich die äußere Kupplungshälfte

7 gegenüber dem inneren Kupplungsflansch 1 um einen bestimmten Winkel, der in Fig. 7 für die Größen 15, 30, 45 und 60° aufgezeichnet ist. Bei einer Verdrehung der äußeren Kupplungshälfte gegenüber dem inneren Kupplungsflansch um 15° verschiebt sich dabei die äußere Büchse 6a gegenüber der inneren von der Lage 16 in die Lage 17, so daß die ursprünglich mit der Länge 1 ausgestattete Lasche 2 um den Betrag Δ 1/, größer geworden ist. Dieser geringen Längendehnung entspricht eine gewisse, der Dehnung proportionale Zugkraft, die von der sich elastisch verformenden Lasche ausgeübt wird, und die dann so groß sein muß, daß das Drehmoment übertragen werden kann. Bei einer größeren Verdrehung, d. h. also bei Anwendung eines größeren Drehmomentes, wandert der Punkt 16 über den Punkt 17 zum Punkt 18, so daß jetzt eine Längendehnung der Lasche umÄlo eingetreten ist-. Für diesen Fall sind die Kräfteverhältnisse eingezeichnet,, wobei mit U die Umfangskraft, mit Z die Zugkraft in den elastischen Laschen 2 und mit E die Resultierende aus beiden angegeben ist· Da die Zugkraft Z in den elastischen Laschen 2 der Längendehnung in etwa proportional ist, die Längendehnung aber mit zunehmendem Winkel progressiv ansteigt, ergibt sich auch der aus Fig. 8 ersichtliche progressive Kennlinienverlauf der neuen Kupplung» die sich durch ein geringes Anfahrmoment vnd damit durch weiche Anlaufeigenschaften und durch die Möglichkeit der Übertragung hoher Drehmomente wegen der progressiven Kennlinie auszeichnet.

Es ist dabei in vorteilhafter Weise möglich, diesen Kennlinienverlauf durch die Anordnung der Nuten 15 o.dgl. zu beeinflussen oder dadurch, daß die aus Fig. 3 ersichtlichen Seilschlingen mehr oder weniger ausgebaucht angeordnet sind. Auch die Material-

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wahl für die Druckkörper 12 spielt eine Rolle und es hat eich ferner gezeigt, daß dann, wenn die Laschen 2 unter Vorspannung eingebaut werden, ebenfalls auf sehr einfache Waise eine Beeinflussung der Kennlinie vorgenommen werden kann. Das kann in sehr einfacher Weise dadurch geschehen, daß der Abstand der Teilkreise 9 und 10 größer gewählt wird, als der Abstand 1 der Büchsen 6 und 6a voneinander, so daß ein Einbau der Laschen 2 nur unter elastischer Verformung möglich ist. Diese Verformung kann bei der Hontage dadurch erreicht werden, daß seitlich auf die Laschen 2 gedrückt wird, so daß die Sdlschlingen 11 die Form einer länglicheren Ellipse einnehmen. Es ist außerdem möglich, durch Anwendung konischer Büchsen, bei axial beweglichem Flansch 4 eine Vorspannung der elastischen Laschen zu erreichen.

In der Fig. 8 ist der Kennlinienverlauf in ein Diagramm eingezeichnet, bei dem die Dehnung der Laschen über dem Verdrehwinkel aufgetragen ist.

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Claims (3)

Schutzansprüche

1. Elastische Kupplung mit einzelnen die Kupplungshälften untereinander verbindenden elastischen Laschen, die aus um Büchsen zur drehbaren Aufnahme von Befestigungsbolzen gelegten Seilschlingen o. dgl. bestehen, wobei die Büchsen zur Aufnahme der Befestigungsbolzen einer Kupplungshälfte auf einem anderen Teilkreisdurchmesser und radial zu denen der anderen Kupplungshälfte liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilschlingen durch bekannte elastische Druckkörper (12) in einer elliptischen Form gehalten werden, daß die Laschen (2) unter Vorspannung zwischen die Kupplungehälften (1, 7) eingesetzt sind und die elastischen !Druckkörper (12) zwischen den Büchsen (6) eine besondere Formgestaltung (13) besitzen.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere Formgestaltung in Form einer sich in radialer Richtung von einer Büchse (6) zur anderen erstreckenden Nut (13) ausgeführt ist.

3. Elastische Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Laschen (2) zu dner Montageeinheit zusammengefasst sind (Fig. 6).

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