DE8508805U1 - Elastische Klauenkupplung - Google Patents

Description

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Hubertussir. 2 ■ 3000 Hannover 1

Hannover, 20.03-1985

K 832/A/T Gebrauchsmusteranmeldung

Anmelder: Firma Kupplungstechnik GmbH

Rodder Damm
D-4440 Rheine 1

Elastische Klauenkupplung

Die Neuerung betrifft eine elastische Klauenkupplung zur stoßdämpfenden Kraftübertragung zwischen An- und Abtriebswellen, bestehend aus zwei kongruenten Kupplungsnaben mit konkav ausgebildeten Klauen zur formschlüssigen Drehmomentübertragung und einem zwischen den Klauen angeordneten Evol-

s ventenzahnkranz aus elastomerern Material. Il

Kupplungen der vorgenannten Art sind insbesondere zur form* schlüssigen Kraftübertragung und Aufnahme von Stoßen geeignet. Die einzelnen Zähne des als Zwischenglied zwischen den Klauen der Kupplungshälften eingesetzten Zahnkranzes sind üblicherweise ballig profiliert. Hierdurch können insbesondere Radial- und Winkelverlagerungen der zu verbindenden Wellen ausgeglichen werden. Der Zahnkranz besteht aus verschleißfesten öl- und ozonbeständigen hochelastischen Werkstoffen, deren hohe innere Dämpfung den Antrieb vor dynamischer Überbeanspruchung schützt.

Für verschiedene Anwendungsfälle wird jedoch eine völlig spielfreie Kraftübertragung gefordert. Hierzu gehören Einrichtungen der Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik, mit welchen Drehzahlen, Geschwindigkeiten, Winkel, Längen, Weg",

Verschlibe, Höhen usw. angezeigt, geregelt, gemessen und erfaßt werden. Eine absolut spielfreie Kraftübertragung ist jedoch durch die bisher bekannten drehelastischen Kupplungen nicht möglich.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Einhaltung der bisherigen bekannten vorteilhaften Eigenschaften eine spislfreis Kraf tiibsrtrcLgung erreicht wird; Die neuerungsge— mäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß der Zahnkranz zur Abstützung gegen radiale Kräfte mit einem Innensteg versehen ist. Dieser Steg wird vorzugsweise zur Verbindung der Zähne des Zahnkranzes als vollständig verschließende mittig angeordnete Scheibe ausgebildet. Im montierten Zustand ist der Zahnkranz unter elastischer Vorspannung zwischen den Klauen angeordnet,so daß diese Kupplung für kleine Drehmomente im Meßsystembereich spielfrei arbeitet. Es können jedoch ohne Schaden bzw. eine bleibende Verformung wesentlich höhere Drehmomente übertragen werden.

Durch die Anordnung des stützenden Steges unterhalb der Zähne werden diese gegen radiale Kräfte hinreichend abgestützt, ao daß sie durch die Vorspannung keine unerwünschten radial gerichteten Verformungen erhalten. Somit wirken sich Vorspannkräfte nicht nachteilig aus, wodurch erst die spielfreie Kraftübertragung im Bereich der elastischen Federvorspannung ohne jeglichen Nachteil für die gesamte Funktion der Kupplung ermöglicht wird.

Vorzugsweise sind die Zähne als Geradzähne mit einem außerhalb der tragenden Zahnflanken angeordneten Herstellungsgrat ausgebildet. Dies kann durch eine einseitige Trennung des Werkzeugs erreicht werden. Die Zähne sind dadurch in der Lage, vollflächig an den konkaven Klauenflächen anzuliegen. Die Flächenpressung wird gleichzeitig erheblich herabgesetzt, so daß in Verbindung mit der reinen Druckbeanspruchung eine prak-

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tisch reibungsfreie Belastung erreichbar ist. Die Zähne erhalten dadurch eine annähernd lineare Kennlinie, ermöglichen eine große Drehmomentaufnahme und eine damit verbundene große Sicherheit gegen maximale Torsionskräfte. Im Bereich der hierdurch ermöglichten hohen Vorspannung wird eine dauerhafte Spielfreiheit gewährleistet. Die Zähne werden selbst bei extremen Belastungen, insbesondere Wechselbelastungen und großen Massen, gegen nach innen gerichtete Verformungen gestützt. Es wird eine außerordentlich hohe Betriebssicherheit auch beim Auftreten hoher Fliehkräfte erreicht.

Vorzugsweise ist die Stärke des Steges geringer als die Breite des Zahnkranzringes, so daß die Wellenenden in den Zahnkranz hineingreifen können. Die Montage des Zahnkranzes unter Berücksichtigung der Vorspannung wird durch Schrägen an ihren axialen Enden erleichert. Zur Herabsetzung der sich insbesondere auf die Wechselbelastung auswirkenden Massen sind die Kupplungsnaben aus Leichtmetall gefertigt und vorzugsweise mit einem Klemmschlitz für eine Klemmsitzverbindung ausgeführt. Somit bedarf es nach der Blind-Steckmontage keiner zusätzlichen Nabenverschraubung mehr auf den Wellen, wie es bei herkömmlichen spielfreien Kupplungen notwendig ist.

In der Zeichnung ist ein Au-sführungsbeispiel der Neuerung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Zahnkranzes,

Fig. 2 einen Radialschnitt durch den Zahnkranz gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht einer Zahnflanke,

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Fig. 4 die Stirnandicht eines Ausschnittes aus dem Zahnkranz ,

5-7 das Selastungsschema für einen einzelnen Zahn ,

Fig. 8 die Stirnansicht eines Kupplungsausschnitts im montierten Zustand und

Fig. 9 Kupplung unter Vorspannung montiert.

Der Zahnkranz 1 der nicht dargestellten drehelastischen Kupplung weist beispielsweise sechs Evolventenzähne 2 auf. Der Innenring 3 des Zahnkranzes ist mit einem scheibenförmig ausgebildeten Steg 4 versehen, der radial gerichtete Verformungen der Zähne infolge radial gerichteter Kräfte verhindert. Die Kraftvektoren innerhalb des Steges 4 sind mit 6 bezeichnet. Die Zähne sind einseitig wechselweise mit Abstandsnoppen 7 zur Erleichterung der Montage versehen. Die Noppen bilden Anschläge zur Gewährleistung eines mittigen Sitzes zwischen den Kupplungshälften.

Die tragenden Zahnflanken 8 sind in axialer Richtung eben ausgeführt, so daß eine annähernd lineare Kennlinie sowift kleine Flächenpressung trotz Vorspannung und höher Wechselbelastungen gewährleistet wird. In Radialrichtung folgt die Zahnflanke einer Evolventenkurve.

Die Wirkung der Vorspannung zur Gewährleistung einer spielfreien Kraftübertragung ist in Figuren 5 bis 7 zu erkennen >. Figur 5 zeigt zunächst einen Zahn in ungespanntem Zustand. Nach Figur 6 ist der Zahn nach der Montage zwischen den Kupplungsklauen vorgespannt, was durch die Unterschiede der Maßpfeile 9 und 10 erkennbar ist. Die Klauen der Kupplungshälften sind mit 11 und 12 bezeichnet. Es ist zu erkennen, daß im vollständig montierten Zustand die Abstandsnoyjpen 7 an den Nabenflächen zur Anlage kommen und einen mittigen Sitz sichern. Gemäß Figur f> ist diese Lage noch nicht ganz erreicht.

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Figur 7 zeigt deutlich den Bereich 13 der spielfreien Be- und Entlastung, der sich aus der Differenz der Maßpfeile 9 und 10 ergibt.

In Figur 8 ist schließlich die Abstützung zur Drehpunktachse deutlich erkennbar.

Eine drehelastische Klauenkupplung in der neuerungsgemäßen Ausführung des Zahnkranzes ist zur spielfreien Kraftübertragung selbst beim Auftreten großer Wechselbelastungen und damit außerordentlich gut für die verschiedensten Meßsysteme und Steuerungsantriebe geeignet. Hierzu gehören insbesondere Tachogeneratoren, Drehzahlgeber, Impulsgeber, Winkelcodierer, Zählwerke, elektronische Nockenschaltwerke für Meßsysteme sowie Werkzeugmaschinenspindeln, Kugelrollspindelantriebe, Hubtische, Servometer, Schrittmotoren, Synchronverbindungen, Regelgetriebe mit Drehzahlsteuerungen u.a. für Steuerungsantriebe.

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· · ·· · atm DIPL-ING. HELMUT ARENDT PATENTANWALT Hubertussir. 2 ■ 3000 Hannover 1 Hannover, 20.03.1985 K 832/A/T Gebrauchsmusteranmeldung Anmelder: Firma Kupplungstechnik GmbH Rodder Damm D-4440 Rheine 1 SCHUTZANSPRÜCHE

1. Elastisch? Klauenkupplung zur stoßdämpfenden Kraftübertragung zwischen An- und Abtriebswellen, bestehend aus zwei kongruenten Kupplungsnaben mit konkav ausgebildeten Klauen zur formschlüssigen Drehmomentübertragung und einem zwischen den Klauen angeordneten Evolventenzahnkranz aus 'ilastomerem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (1) zur Abstützung gegen radiale Kräfte mit einem Steg (4) versehen ist.

2. Elastische Klauenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg im Zahnkranzring als diesen vollständig verschließende, mittig angeordnete Scheibe ausgebildet ist.

3. Elastische Klauenkupplung nach den Ansprüchen 1 und / oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz unter elastischer Vorspannung zwischen den Klauen (11, 12) angeordnet ist.

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4. Elastische Klauenkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) als Geradzähne mit einem außerhalb der tragenden Zahnflanken (8) angeordneten Herstellungsgrat ausgebildet sind.

5. Elastische Klauenkupplung nach einem oder mehreren

der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Steges (4) geringer ist als die Breite des Zahnkranzes (3)

6. Elastische KIa .lenküpplung nach einem oder mehreren

der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom Steg zum Zahnkranzring mit einem großen Radius vert sehen ist.

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7. Elastische Klauenkupplung nach einem oder mehreren der

•;i Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken (8) an ihren axialen Enden mit Schrägen (8a) versehen ' sind.

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8. Elastische Klauenkupplung nach einem oder mehreren der

f Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsnaben vollständig aus Leichtmetall gefertigt sind.

9. Elastische Klauenkupplung nach einem oder mehreren der , Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsnaben mit einem Klemmschlitz ausgeführt sind.

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