DE834800C - Elastische Kupplung, bei der die Kraftuebertragung durch Schraubenfedern erfolgt - Google Patents

Description

• Elastische Kupplung, bei der die Kraftübertragung durch Schraubenfedern erfolgt Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung zur Verbindung zweier Wellen.
• Es sind elastische Kupplungen bekannt, zwischen deren Kupplungsteilen zylindrische Schraubenfedern als Kraftübertragungsmittel eingebaut sind'. Diese Schraubenfedern stützen sich auf Federlager ab, die schwenkbar auf achsparallelen Bolzen gelagert sind. Die Federlager haben Zapfen für die mit Spiel darüber hinweggreifenden Schraubenfedern. Die Zapfen haben die Aufgabe, ein Herausschleudern der Feder während des Laufes zu verhindern. Mit Rücksicht auf möglichst bequemen Einbau der Federn werden bei der bekannten Anordnung die Zapfen so kurz wie möglich gehalten. Die Anordnung hat den Nachteil, daß die Federn beim Auftreten entsprechend großer Drehmomente bis zur gegenseitigen Berührung der Windungen zusammengepreßt, dadurch überbeansprucht und zerstört werden können. Bei vollständiger Zusammenpressung der Federn wird die Kupplung plötzlich starr und verliert in diesem Zustand ihre elastischen Eigenschaften.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, zeigt die Erfindung eine Anordnung, bei der das vollständige Zusammenpressen der Federn ausgeschlossen ist. Dies wird durch eine besondere Formgebung der Federtragzapfen ermöglicht, und zwar werden diese Tragzapfen zur Aufnahme der Federn derart eingerichtet, daß sie bei Übertragung entsprechend großer Drehmomente aneinanderstoßen und bei weiterer Belastung mit ihren einander zugekehrten Endflächen aufeinander abrollen können. Die Endflächen der Lagerzapfen werden zu diesem Zweck als Teile von Zylinderflächen ausgebildet. Aus Sicherheitsgrüniden ist es zweckmäßig, die Zylinderflächen in eine tangierende Ebene auslaufen zu lassen. Bei Überlastung der Kupplung können dann die Schraubdfifedern keine unzulässige Torsions-und Biegebeanspruchung erfahren.
• Die Erfindung betrifft weiterhin die zweckmäßige und einfache Lagerung der Federlager. Die Bolzen der Federlager können mittels Kegelsitz abwechselnd in der einen und anderen Kupplungsscheibe befestigt werden, wobei zum Zweck des Ein- und Ausbaues der Federlager und der Federn in der gegenüberliegenden Kupplungsscheibe jeweils entsprechende Aussparungen vorhanden sind, durch die die Bolzen axial verschoben werden können. Damit können die miteinander zu kuppelnden Wellen leicht radial ein- und ausgebaut werden.
• Auch besteht die Möglichkeit, die Bolzen der Federlager als Kerbstifte auszubilden. Diese Anordnung findet in der Hauptsache bei kleineren Kupplungen Verwendung.
• Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch eine Kupplung unter Verwendung von Mitnehmerbolzen mit Kegelsitz, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kupplung in Richtung a-b durch Fig. i, wobei die Federn zur Verdeutlichung im Schnitt gezeichnet sind, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Kupplung, bei der die Bolzen der Federlager als Kerbstifte ausgebildet sind, Fig. 4 in vergrößertem Maßstab die Ausbildung und Lage der Federlager im unbelasteten Zustand der Kupplung, Fig.5 die Lage der Federlager bei normaler Höchstbelastung, Fig.6 die entsprechende Lage bei maximaler Überlastung.
• Die Kupplung besteht aus den beiden Kupplungsscheiben i und 2, die -die beiden Enden der nicht dargestellten zu kuppelnden Wellen aufnehmen.
• Zwischen den Kupplungsscheiben sind als elastische Glieder die Schraubenfedern 3 zweckmäßig mit einer gewissen Vorspannung eingesetzt. Diese stützen sich jeweils an den schwenkbaren Federlagern 4 ab. Die Federlager 4 sind auf achsparallelen Bolzen 5 schwenkbar gelagert, welche abwechselnd an der einen Kupplungsscheibe i oder an der anderen Kupplungsscheibe 2 fest angeordnet sind. Ferner sind die Federlager 4 mit Zapfen 6 versehen, über die die Schraubenfedern 3 mit Spiel hinweggreifen. Die Kupplungsscheiben i und' 2 besitzen entsprechend der Zahl derBolzen5 Bohrungen zu deren Aufnahme.
• Dabei kann, wie Fig. i zeigt, die Anordnung so getroffen werden, daß -die Bolzen 5 mittels Kegelsitz 8 in den Bohrungen sitzen und durch Schrauben und Muttern 9 oder andere Sicherungsglieder in ihrer Lage gehalten «-erden. Die Federlager .4 sind auf den zylindrischen Teil der Bolzen 5 aufgesteckt. In der gegenüberliegenden Scheibe 2 sind an den entsprechenden Stellen Aussparungen io vorgesehen, durch welche die Bolzen 5 axial ein-und ausgebaut werden können.
• Bei der Anordnung gemäß 3 sind die Bolzen 5 als Kerbstifte ausgebildet.
• In den Fig. .4 bis 6 ist die Verschiebung und Verdrehung der Federlager 4 mit ihren Zapfen 6 und die Ausbildung der Endflächen der Zapfen 6 im vergrößerten Maßstab wiedergegeben. M ist der Mittelpunkt der Kupplung. Die Endflächen der Zapfen 6 sind in dem Bereiche B-G als Zylinderflächen und' in dem anschließenden Bereich G-S zweckmäßigerweise als ebene Flächen ausgebildet.
• Am linken Bolzen 5, der beispielsweise an der treibenden Kupplungsscheibe sitzt, greift die Kraft P an. Dadurch werden die beiden Kupplungsscheiben entgegen der Wirkung der Federn 3 verdreht, die Bolzen 5 wandern auf dem Kreisbogen i i aufeinander zu.
• In der unbelasteten Stellung gemäß Fig. 4 wird von den Bolzen 5 und dem Mittelpunkt M der Winkel a eingeschlossen. Bei der Verwendung vorgespannter Federn wird die Vorspannung nur so groß gewählt, daß die an der Drehmomentübertragung nicht beteiligten Federn an einem beliebigen Punkt innerhalb des elastischen Schwenkwinkels der Kupplung vollständig entlastet sind, so d'aß die Kennlinie der Kupplung einen Knick erhält. Beim weiteren Anstieg der Kraft P nähern sich die Bolzen 5 auf der Kreisbogenlinie i i bis, wie Fig 5 erkennen läßt, die Zapfen 6 im untersten Punkt B aneinanderstoßen. In dieser Stellung nehmen die Bolzen 5 gegenüber dem Mittelpunkt M den Winkel ß ein. Bis zu dieser Stellung stehen die Abstützflächen 4a der Federlager 4 parallel zueinander, da die Federn 3 den Druck gleichmäßig verteilen. Der Bereich bis zum Winkel ß ist der normale Betriebsbereich.
• Bei, Überlastung können sich die Bolzen 5 noch weiter nähern. Dabei rollen die Kreisbogenflächen B-G der Zapfen 6 aufeinander ab. Die Stellung gemäß Fig. 6 soll dabei nie ganz erreicht werden.
• Während des Abrollens der Zapfen 6 im Bereich B-G entsteht an den beiden Federlagern 4 ein Drehmoment, welches bestrebt ist, die Federlager in den angezeigten Pfeilrichtungen der Fig. 5 um die Bolzen 5 zu drehen.
• Solange die an der Drehmomentübertragung nicht beteiligten Federn noch vorgespannt sind, zeigt die Kurve der Drehmomente einen steilen Anstieg. Ist die Vorspannung der Losfedern nicht mehr wirksam, steigt die Kurve der Drehmomente im Bereich bis zum Winkel ß etwa proportional zum Verdrehungswinkel der Kupplungsscheibe i und 2 an. Beim Übergang von dem Winkel ß (Fig. 5) bis zum Winkel y (Fig. 6), d. h. beim Abrollen der Zapfenendflächen vom Punkt B bis zum Punkt G steigt das Drehmoment stärker an, obwohl der Verdrehungswinkel der Kupplungsscheiben nur wenig größer wird. Damit können bei der vorliegenden Erfindung die Federn auch bei größten zu übertragenden Drehmomenten nicht unzulässig beansprucht werden. Sie läßt keine gefährlichen Resonanzschwingungen zwischen der antreibenden und der angetriebenen Maschine bei Übertragung impulsbehafteter Drehmomente aufkommen, da sie imstande ist, durch entsprechende Veränderungen ihrer Federsteifigkeit das Schwingungssystem automatisch zu verstimmen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elastische Kupplung, bei der die Kraftübertragung durch Schraubenfedern erfolgt, die zwischen um achsparallele Bolzen der treibenden und getriebenen Kupplungsscheibe schwenkbaren Federlagern angeordnet sind, welche Zapfen für die mit Spiel darüberhinweggreifenden Schraubenfedern besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen der Zapfen (6) derart geformt sind, daß sie bei Übertragung zu großer Drehmomente aneinanderstoßen und unter Verdrehung der Federlager (4) aufeinander abrollen.
2. 2. Elastische Kupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen der Zapfen (6) zum Teil als Zylinderflächen ausgebildet sind, die in daran tangierenden Ebenen auslaufen.
3. 3. Elastische Kupplung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (6) so lang sind, daß die Schraubenfedern (3) nicht überlastet werden können.
4. 4. Elastische Kupplung nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch Konussitz (8) der Federlagerbolzen (5) und durch Aussparungen (io) an den den Bolzen gegenüberliegenden Stellen der anderen Kupplungsscheibe zum Ein- und Aussetzen der Bolzen.
5. 5. Elastische Kupplung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (5) der Federlager (4) als Kerbstifte ausgebildet sind.