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Elastische Wellenkupplung, insbesondere zur Verwendung bei der Kraftübertragung
von dem Antriebsaggregat auf die Treibräder bei Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht
sich auf elastische Wellenkupplungen, insbesondere zur Verwendung bei der Kraftübertragung
von dem Antriebsaggregat auf die Treibräder bei Kraftfahrzeugen.
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Die Erfindung betrifft die Konstruktion einer verbesserten Kupplung
derjenigen Art, bei der zwei Wellenteile durch ein elastisches Zwischenglied verbunden
sind, das aus drei über Zwischenlagen aus Gummi od. dgl. miteinander verbundenen
kegelstumpfförmigen, gleichachsig mit der Kupplung und gleichsinnig ineinanderliegenden
Metallhülsen besteht. Bei einer Wellenkupplung gemäß der Erfindung sind die Zwischenlagen
aus Gummi od. dgl. durch eine axiale Verschiebung der inneren gegenüber der äußeren
Hülse vorgespannt. Eine solche Wellenkupplung besitzt ein hohes Maß radialer wie
auch axialer Steifigkeit und verbürgt eine nachgiebige Übertragung des eingeleiteten
Drehmoments.
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Die axiale Vorspannung des Zwischengliedes kann dadurch erfolgen,
daß man die innere und äußere Hülse an ihren weiteren Enden mit Flanschen versieht,
die durch Zugschrauben zusammengespannt werden. Gleichzeitig kann mit
diesen
Zugschrauben ein für die Verbindung mit einem Wellenteil dienender Kupplungsflansch
mit der inneren und äußeren Hülse verbunden werden.
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Die @ zwischen den Hülsen befindlichen Gummi-. zwischenlagen sind
vorzugsweise an diese anvulkanisiert. Dies muß jedoch nicht unbedingt immer der
Fall sein, denn falls geringere Drehmomente zu übertragen sind, genügt in vielen
Fällen ein Ankleben der Zwischenlagen oder auch schon allein der durch die Vorspannüng
erzielte Reibungsschluß zwischen den Zwischenlagen und den Metallhülsen für die
Übertragung des Drehmoments.
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Die Gummizwischenlagen können außer in axialer Richtung auch in Drehrichtung
vorgespannt sein. Diese Vörspannung in Drehrichtung kann in einfacher Weise dadurch
bewirkt werden, daß beim Anvulkanisieren der Gummizwischenlagen an die Metallhülsen
die Schraubenlöcher in den Flanschen der inneren und äußeren Hülse gegeneinander
versetzt sind.
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Um für den Fall einer Zerstörung der Gummizwischenlagen oder deren
Oberflächenwindung mit den Metallhülsen eine Notkupplung sicherzustellen, kann die
Drehbewegung der untereinander verbundenen inneren und äußeren Hülsen gegenüber
der mittleren Hülse durch Anschläge begrenzt sein.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. i zeigt eine Seitenansicht des Zwischengliedes einer elastischen
Wellenkupplung gemäß der Erfindung, die sich besonders für die Verbindung der Abtriebswelle
eines Kraftfahrzeuggetriebes mit der Kardanwelle eignet.
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Fig.2 zeigt einen Axialschnitt des Zwischengliedes mit Kupplungsflanschen
für die Verbindung mit entsprechenden Flanschen der treibenden und getriebenen Welle.
Die nachgiebigen Zwischenlagen sind in dieser Figur in auf Druck und Schub vorbelastetem
Zustand dargestellt.
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Fig. 3 zeigt eine Endansicht zu Fig. 2.
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In den Zeichnungen weist das elastische Zwischenglied der Wellenkupplung,
wie insbesondere aus Fig. i ersichtlich, drei kegelförmige, gleichachsig ineinandergeschachtelte
Metallhülsen i, 2 und 3 auf. Diese Hülsen liegen derart zueinander, daß sie zwischen
ihren einander überlappenden Teilen zwei ringförmige Räume bilden, die mit Zwischenlagen
4 und 5 aus Gummi ausgefüllt sind. Die Gummieinlage 4, die den Ringraum zwischen
der innersten kegelförmigen Hülse i und der mittleren Hülse 2 ausfüllt, ist mit
ihrer Innenfläche an die kegelförmige Außenfläche der Hülse i und mit ihrer Außenfläche
an die ihr gegenüberliegende Innenfläche der mittleren kegelförmigen Hülse 2 anvulkanisiert,während
die Gummieinlage 5, die sich zwischen der mittleren Kegelhülse 2 und der äußeren
Kegelhülse 3 befindet, in ähnlicher Weise an die ihr gegenüberstehenden Flächen
der Metallhülsen 2 und 3 anvulkanisiert ist.
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Die konischen Hülsen z und 3 sind an ihren weiteren Enden mit nach
außen gerichteten Flanschen oder Lappen 6 bzw. 7 versehen, die, wie aus Fig. 2 und
3 ersichtlich, durch Zugschrauben 9 untereinander und mit einer starren Kupplungsscheibe
bzw. -ring 8 verbunden sind. Der Kupplungsring 8 oder die seine Stelle einnehmende
Scheibe kann mit Hilfe von Stiftschrauben mit der nicht dargestellten Kardanwelle
verbunden werden. Bei der Anbringung des Zwischengliedes an dem Kupplungsring bzw.
-scheibe 8, und zwar beim Anziehen der Zugschrauben 9, verschiebt sich die äußere
Hülse 3 in axialer Richtung gegenüber der mittleren Hülse 2. Die letztere bewegt
sich dabei ihrerseits dank der Gummieinlagen 4 und 5, wenn auch nicht im gleichen
Ausmaß, in axialer Richtung gegenüber der innersten Hülse i. Diese relative Axialverschiebung
bewirkt eine Verengung der von den Kegelhülsen begrenzten Zwischenräume. Dadurch
werden die Gummieinlagen zusammengedrückt und gleichzeitig auf Schub beansprucht.
Das enge Ende der mittleren Kegelhülse 21 hat einen kurzen zvlindrischen Ansatz
bzw. Halsteil io. Der Hals io ist mittels der Niete ii mit einem starren Kupplungsring
12 verbunden, der Stiftschrauben 13 für die Verbindung mit der nicht dargestellten
Getriebewelle aufweist.
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Das Anvulkanisieren der Gummieinlagen 4 und 5 an die koaxial übereinanderliegenden
konischen Hülsen i, 2 und 3 kann in einer Stellung erfolgt sein, bei der die Schraubenlöcher
in den parallelen Flanschen oder Lappen 6 und 7 nicht übereinstimmen, so daß zum
Einbringen der Zugschrauben 9 in die entsprechenden Löcher der Flansche oder Lappen
6, 7 eine gegenseitige Verdrehung der Hülsen i und 3 vorgenommen werden muß. Durch
diese dem Anziehen der Schrauben g vorangehende gegenseitige Verdrehung der Hülsen
'i und 3 wird in den mit den drei koaxial übereinanderliegenden Hülsen innig verbundenen
Gummieinlagen 4 und 5 eine Vorspannung in Drehrichtung hervorgerufen.. Das Ausmaß
dieser Torsionsvorbelastung hängt von dem Winkel ab, um den die einander entsprechenden
Schraubenlöcher der Flansche 6 und 7 während des Anvulkanisierens der Gummieinlagen
4 und 5 an die kegelförmigen Hülsen zueinander versetzt sind.
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Um fÜr den unwahrscheinlichen Fall einer Zetst6rung,der Gummieinlagen
4 und 5 oder der Oberflächenbindung einen direkten Antrieb vorzusehen, kann der
Kupplung eine Notkupplung einverleibt werden. Wie Fig. 2 und 3 zeigen, kann diese
aus Anschlägen 14 an den Enden von am weiteren Ende der kegelförmigen Mittelhülse
:2 vorgesehenen bogenförmigen Zungen 15 und. Anschlägen 16 bestehen, die von den
Enden von bogenförmigen Ausschnitten 17 in einem Ring 18 gebildet werden. Dieser
Ring 18 ist mit Hilfe der Schrauben 9 an dem Kupplungsring bzw. der Kupplungsscheibe
8 befestigt. Die bogenMürnigen Zungen 15 ragen in die bogenförmigen Ausschnitte
17 hinein. Hierbei weisen einander benachbarteAnschl.äge i4,16 üblicherweise einen
Bogenabstand auf, der die bei normalen Betriebsbedingun@gen auftretendengegenseitigen
Drehbewegungen der Kupplungsteile zuläßt. Bei einer
Zerstörung ,der
Gummieinlagen 4, 5 oder der durch Anv ul!kanis.ieren erzielten Oberflächenbindung
kommen je nach Drehrichtung die einander benachbarten Anschläge 14, 16 an den Enden
der Zungen 15 und Ausschnitte 17 selbsttätig zum Eingriff und ergeben dadurch eine
zwangsläufige starre Antriebsverbindung.
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Wie aus Fig..3 ersichtlich ist, hängt das Maß, um das die Gummieinlagen
4 und 5 mit Hilfe- der Zugschrauben .c9 auf Druck und Schub vorbelastet sind, von
einer Distanzierungsscheibe bzw. -ring ig und dem Anschlagring iß ab, die zwischen.
den Flanschen oder Lappen 6 und 7 auf die Schrauben g aufgesteckt sind. Außerdem
ist zwischen den auf die Zugschrauben aufgeschraubten Muttern und dem Flansch bzw.
Lappen 7; der kegelförmigen Hülse 3 ein Lager- bzw. Haltering 2o angeordnet.
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Bei der in den. Zeichnungen dargestellten Ausführungsform bilden die
einander gegenüb,erstehenden'kegelförmigen Oberflächen der Hülsen 1,2 und 3 mit
der ihnen gemeinsamen Achse einen Winkel von ungefähr r7 r°.
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Durch die Vorbelastung des nacligieMgen Materials ist die radiale
Steifigkeit der Kupplung in gewissem Grade erhöht. Diese radiale Steifigkeit kann
bei manchen Anwendungsbeispielen der Wellenkupplung gemäß der Erfindung so, groß
sein, daß sie eine besondere Zentrierhülse oder andersartige Zentri.ervorrichtung
überflüssig macht, obwohl in anderen Fällen eine solche Vorrichtung notwendig oder
wünschenswert sein mag.
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Obgleich bei der vorbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung das
weitere Ende der Kupplung mit der treibenden Welle verbunden ist, muß dies nicht
notwendigerweise immer der Fall seines kann vielmehr in einigen Anwendungsfällen
auch die umgekehrte Anordnung gewählt sein.