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Bewegliche Kupplung nach Art einer Oldhamschen Kupplung Die Erfindung
betrifft eine bewegliche Kupplung nach Art einer Oldhamschen Kupplung, die eine
gewisse Verschiebung der miteinander gekuppelten Wellen sowohl in axialer als auch
in radialer Richtung zuläßt. Es sind bereits Kupplungen mit einer Zwischenscheibe
bekannt, deren Oberfläche auf beiden Seiten mit Nuten versehen ist, in die Mitnehmerleisten
der beiden Kupplungshälften eingreifen. Bei diesen Kupplungen sind die in die Nuten
der Zwischenscheibe eingreifenden Leisten nur an wenigen Stellen an der Kraftübertragung
wirksam beteiligt, nämlich da, wo sie annähernd radial stehen, während sie dort,
wo sie annähernd tangential verlaufen, für die Kraftübertragung wirkungslos sind.
Um die notwendige Eingriffstiefe der von beiden Seiten her in die um 9o° gegeneinander
versetzten Nuten auf den beiden Seiten der Zwischenscheibe eingreifenden Leisten
zu erzielen, muß die Zwischenscheibe in axialer Richtung genügend dick ausgebildet
sein und wird dadurch unnötig schwer. Da bekanntlich die Zwischenscheibe bei radial
versetzten Achsmitten der zu kuppelnden Wellen eine kreisförmige Exzenterbewegung
mit der doppelten Drehzahl der Kupplung ausführt, ist das hohe Gewicht der Zwischenscheibe
wegen der in entsprechender Höhe auftretenden Massenkräfte ein empfindlicher Nachteil,
der sich insbesondere bei höheren Drehzahlen und größeren Abmessungen der Kupplungen
ungünstig auswirkt.
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Weiterhin sind Kupplungen mit einer einstückigen Zwischenscheibe bekannt,
die in der Nähe der vier Enden zweier aufeinander senkrecht stehender Durchmesser
jie einen in Achsrichtung
durchgehenden, an seinem inneren Ende
geschlossenen Schlitz aufweisen, in den je ein an den Kupplungsflanschen in der
Nähe der Enden eines Durchmessers fest angebrachter Mitnehmer von kleinerer Länge
als der Schlitzlänge eingreift. Eine derartige Zwischenscheibe kann zwar mit geringerem
Gewicht als eine auf beiden Seiten genutete Zwischenscheibe hergestellt werden,
weist aber noch ein sehr ungünstiges Verhältnis zwischen der Größe der zur Übertragung
des Drehmomentes dienenden, in Umfangsrichtung belastet-en Flächen zum Gesamtgewicht
des Zwischenscheibe auf. Die nach außen offenen Schlitze einer solchen Zwischenscheibe
vermindern außerdem die Festigkeit der Scheibe gegenüber den Wirkungen der Fliehkraft
bei höheren Drehzahlen und größeren Kupplungsabmessungen.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist der, das Drehmoment über möglichst
große in Umfangsrichtung wirkende Flächen zu übertragen und dabei das Gewicht der
Zwischenscheibe so gering wie möglich zu halten sowie die Scheibe außerdem derart
auszubilden, daß sie auf Grund ihrer Formgebung eine hohe Festigkeit gegenüber den
auftretenden Zentrifugalkräften aufweist. Dies wird gemäß der Erfindung bei einer
Kupplung mit einer einstückigen Zwischenscheibe mit in Achsrichtung durchgehenden
Schlitzen dadurch erreicht, daß die einzelnen an den Kupplungsflanschen angeordneten
Mitnehmer und die zugehörigen Schlitze in der Zwischenscheibe durch je eine Gruppe
von in an sich bekannter Weise parallel zueinander angeordneten Mitnehmern bzw.
Schlitzen ersetzt und die Schlitze auch an den äußeren Enden geschlossen sind. Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung der Zwischenscheibe mit einem unterbrochenen äußeren
Rand erhält diese eine sehr hohe Festigkeit, während gleichzeitig durch die Vielzahl
der Schlitze große Anlageflächen für die Mitnehmer zur Übertragung des Drehmomentes
gebildet werden, so daß die Flächenpressung und der Verschleiß klein bleiben. Dadurch
ist es in Weiterbildung der Erfindung möglich, die Zwischenscheibe aus einem Werkstoff
herzustellen, der ein geringes spezifisches Gewicht und einen gegen den Werkstoff
der Mitnehmer kleinen Reibungskoeffizienten aufweist. Durch die Wahl eines derartigen
Werkstoffs für die Zwischenscheibe können die auftretenden Fliehkräfte und die in
der Kupplung durch Reibungswärme entstehenden Verluste klein gehalten werden, so
daß sich größere Kupplungsabmessungen und höhere Drehzahlen als bei den bisher bekannten
Kupplungen verwirklichen lassen. Besonders zweckmäßig ist es, die Zwischenscheibe
aus einem elastischen Stoff hoher Festigkeit herzustellen, insbesondere aus Kunststoff,
z. B. aus der Gruppe der Polyamide. Diese Stoffe vereinigen ein außerordentlich
niedriges spezifisches Gewicht mit den Eigenschaften hoher Elastizität und Festigkeit.
Ferner besitzen diese Stoffe geringe Reibwerte und eine sehr hohe Verschleißfestigkeit.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Kunststoffen als
Material für die Zwischenscheiben beschränkt, sondern es kommen auch Metalle oder
Metallegierungen in Betracht, wie sie z. B. als Zahnradwerkstoffe Verwendung finden.
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Die neue Kupplung läßt sich noch dadurch vervollkommnen, daß zwei
Zwischenscheiben und weitere, zu den ersten um 9o° versetzte Gruppen von Mitnehmern
an den Kupplungsflanschen vorgesehen sind, wobei zwei einander gegenüberliegende
Mitnehmergruppen in Schlitze der benachbarten Zwischenscheibe eingreifen, während
die beiden anderen Mitnehmergruppen durch entsprechend erweiterte Schlitze der benachbarten
Zwischenscheibe frei hindurchgreifen und in die Schlitze der anderen Zwischenscheibe
fassen: Jede der Zwischenscheiben ist also mit jedem der beiden Kupplungsflansche
bezüglich der Drehbewegung formschlüssig verbunden, und zwar fassen je zwei einander
diametral gegenüberliegende Mitnehmergruppen jedes Kupplungsflansches in die entsprechenden
Schlitze der benachbarten Zwischenscheibe. Gleichzeitig fassen zwei senkrecht dazu
angeordnete Mitnehmergruppen jedes Flansches, durch entsprechend erweiterte Schlitze
in den ihnen benachbarten Zwischenscheiben frei hindurchgreifend, in die entsprechenden
Schlitze der anderen Zwischenscheibe. Sind die beiden miteinander gekuppelten Wellen
gegeneinander versetzt, so bewegen sich die Mittelpunkte der beiden Zwischenscheiben
auf entgegengesetzten Punkten einer Kreisbahn, deren Durchmesser dem Abstand der
Mittelachsen der beiden Wellen entspricht. Infolgedessen wirken die Zentrifugalkräfte
der beiden Zwischenscheiben in entgegengesetzter Richtung und heben sich nach außen
hin gegenseitig auf, so daß eine Beanspruchung der Lagerstellen durch Fliehkräfte
nicht eintritt.
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Es empfiehlt sich, an einen Kupplungsflansch eine den Rand der Zwischenscheibe
bzw. der Zwischenscheiben und den Rand des anderen Flansches übergreifende Gehäuseschale
anzuordnen, derart, daß ein die beweglichen Teile umschließendes Gehäuse zur Aufnahme
eines Schmiermittels, z. B. Fett, gebildet wird.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Fig. I eine Ansicht des einen Kupplungsflansches vom
anderen Kupplungsflansch her gesehen, Fig. 2 eine Ansicht der Zwischenscheibe, Fig.
3 eine Ansicht des anderen Kupplungsflansches mit Blickrichtung auf die mit Mitnehmern
versehene Seite, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine aus den in Fig. I bis 3 dargestellten
Teilen bestehende Kupplung gemäß der gebrochenen Schnittlinie IV-IV; Fig. 5 stellt
einenLängsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer beweglichen Kupplung mit
Schmiermittelraum dar; Fig. 6 zeigt entsprechend der Blickrichtung in Fig. i eine
Ansicht des einen Kupplungsflansches einer weiteren Ausführungsform mit zwei Zwischenscheiben,
Fig.7 mit derselben Blickrichtung die eine Zwischenscheibe,
Fig.
8 ebenfalls in derselben Blickrichtung die andere Zwischenscheibe, Fig. 9 eine Ansicht
des anderen Kupplungsflansches in derselben Richtung gesehen, Fig. Io einen Längsschnitt
durch eine aus den Teilen gemäß Fig. 6 bis 9 gebildete bewegliche Kupplung nach
der gebrochenen Schnittlinie X-X der Fig. 7 und 8.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. I bis 4 ist jeder der beiden Kupplungsflansche
I und 2 mit zwei gegenüberliegenden Gruppen von je vier Mitnehmern 3 bzw. 4 versehen.
Die Mitnehmer sind parallel zueinander angeordnet und verlaufen in Richtung eines
die Symmetrielinie je zweier gegenüberliegender Gruppen bildenden Durchmessers.
Die Zwischenscheibe 5 ist mit vier Gruppen paralleler Schlitze 6 versehen, die jeweils
parallel zu den äußeren Teilen zweier zueinander senkrechter Durchmesser der Scheibe
5 liegen. Die Länge der Schlitze 6 ist etwas größer als die Breite der Mitnehmer
3 bzw. 4. Wie Fig. 4 zeigt, kommen die Mitnehmer 3 des auf der Welle 7 aufgekeilten
Kupplungsflansches I mit den Schlitzen 6 der beiden dem senkrechten Durchmesser
zugeordneten Gruppen von Schlitzen in der Zwischenscheibe 5 zum Eingriff, während
die Mitnehmer 4 des auf der Welle 8 aufgekeilten Flansches 2 in die Schlitze 6 der
beiden anderen Gruppen eingreifen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 findet eine Zwischenscheibe 5
der in Fig. 2 gezeigten Art Verwendung, welche die beiden auf den Wellen 9 bzw.
Io befestigten, in entsprechender Weise mit Mitnehmern 3 bzw. 4 versehene Flansche
I und 2 als Übertragungsorgan miteinander kuppelt. Der Flansch 2 weist eine Ausdrehung
II auf, deren Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des durch die beiden
Gruppen von Mitnehmern 4 bestimmten einbeschriebenen Kreises ist. Die Ausdrehung
II dient zur Zentrierung des Flansches 2 auf seiner Nabe, für deren Befestigung
am Flansch 2 Schrauben I2 vorgesehen sind. Um ein Austreten des Schmiermittels durch
die Spalte zwischen den Kupplungsflanschen I und 2 einerseits und der Scheibe 5
andererseits zu verhindern, ist am äußeren Rand des Flansches 2 eine über den Rand
des Flansches I übergreifende Gehäuseschale I3 beispielsweise mittels Schrauben
I4 befestigt. Nach Lösen der Schrauben I2 und I4 und Verschieben des Flansches 2
nach rechts kann die Zwischenscheibe 5 ausgewechselt werden, ohne die Wellenenden
9 und Io zu verschieben.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 bis Io zeigt zwei Zwischenscheiben
I5 und I6, die zwischen den beiden Flanschen I7 und I8 angeordnet sind. Die Flansche
I7 und I8 weisen vier Gruppen von je zwei Mitnehmern I9 bzw. 2o auf, die gegenüber
den parallel zu ihnen verlaufenden Durchmessern seitlich versetzt sind. Die Scheiben
I5 und I6 sind mit je vier Gruppen entsprechender Schlitze 2I bzw. 22 versehen;
ferner befindet sich neben den beiden senkrechten Schlitzen 2I bzw. 22 jeweils ein
stark verbreiterter Schlitz 23 bzw. 24. Die Zwischenscheibe I5 ist durch ihre waagerechten
Schlitze 2I mit den entsprechenden Mitnehmern I9 des Flansches I7 verbunden, ferner
durch ihre senkrechten Schlitze 2I mit den entsprechenden Mitnehmern 2o des Flansches
I8, die länger sind, so daß sie frei beweglich durch die verbreiterten Schlitze
24 der Zwischenscheibe I6 hindurchgreifen. In entsprechender Weise ist die Zwischenscheibe
I6 durch ihre waagerechten Schlitze 22 mit den Mitnehmern 2o des Flansches I8 und
durch ihre senkrechten Schlitze 22 mit den verlängerten Mitnehmern I9 des Flansches
I7 verbunden, die durch die verbreiterten Schlitze 23 der Scheibe I5 hindurchragen.
Es besteht also zwischen den beiden Kupplungsflanschen I7 und I8 eine doppelte Verbindung,
nämlich unabhängig voneinander sowohl über die Zwischenscheibe I5 als auch über
die Zwischenscheibe I6. Die Schlitze 2I bzw. 22 in den Zwischenscheiben I5 bzw.
I6 besitzen eine größere Längenausdehnung als die Breite der Mitnehmer I9 bzw. 2o
beträgt, so daß eine Beweglichkeit der beiden gekuppelten Wellen auch senkrecht
zur Achsrichtung gegeben ist, die Übertragung des Drehmomentes jedoch spielfrei
erfolgt.
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Wenn man neben den waagerechten Schlitzen 2I bzw. 22 der Zwischenscheibe
I5 bzw. I6 ebenfalls verbreiterte Schlitze vorsieht, so können auch die waagerechten
Mitnehmer I9 bzw. 2o der Flansche I7 bzw. I8 eine größere Länge erhalten. Es kann
dann eine beliebige Anzahl derartiger Zwischenscheiben, die verhältnismäßig dünn
gehalten werden können, abwechselnd aufeinander geschichtet werden. Dabei heben
sich die Fliehkräfte eines jeden Scheibenpaares gegenseitig auf.