WO1986002418A1 - Torsion-resistant, flexible coupling - Google Patents

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WO1986002418A1
WO1986002418A1 PCT/DE1985/000371 DE8500371W WO8602418A1 WO 1986002418 A1 WO1986002418 A1 WO 1986002418A1 DE 8500371 W DE8500371 W DE 8500371W WO 8602418 A1 WO8602418 A1 WO 8602418A1
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WO
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lamellae
coupling
washers
disks
plates
Prior art date
Application number
PCT/DE1985/000371
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Federn
Rudolf Flierl
Original Assignee
Klaus Federn
Rudolf Flierl
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Publication date
Application filed by Klaus Federn, Rudolf Flierl filed Critical Klaus Federn
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/78—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic disc or flat ring, arranged perpendicular to the axis of the coupling parts, different sets of spots of the disc or ring being attached to each coupling part, e.g. Hardy couplings
    • F16D3/79—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic disc or flat ring, arranged perpendicular to the axis of the coupling parts, different sets of spots of the disc or ring being attached to each coupling part, e.g. Hardy couplings the disc or ring being metallic

Definitions

  • the invention relates to a torsionally rigid, elastically flexable coupling for the articulated connection of shafts, consisting of two coupling halves which, for torsionally stiff torque transmission, are distributed together by uniformly distributed circumferentially, essentially tangentially running, leaf spring-like resilient tabs or sections of annular disks made of metallic material are connected, the tabs or the annular disks being broken up into individual disks which, in the unloaded state, lie in parallel planes and which as tab disks with their two ends on each of the flanges of the coupling halves with the interposition of disks by means of bolts with sleeves , Fitting screws or the like. are clamped and are alternately attached to both coupling halves in the same way as annular disk disks, so that the disks of a bracket or an annular disk are separated from one another along their free spring length in the undeflected joint.
  • State of the art state of the art
  • Such couplings known from DE-OS 24 53 976 are used for torsionally rigid, approximately or completely angular transmission of torques from a shaft, the drive shaft, to an axis which adjoins in the axial direction but is not exactly aligned, ie at a small angle with its axis from the axis of the first-mentioned, now deviating shaft, the output shaft.
  • the coupling which acts as an elastic joint, is flexed in accordance with the angular error of the shaft, the flexion angle, which is generally fixed in space, rotating relative to the rotating coupling during the rotation of the shafts.
  • the axis of the output shaft When the drive shaft is stationary, the axis of the output shaft describes - that is, an acute cone about the axis of the drive shaft with the cone tip in the center of the coupling joint.
  • the articulation of the joints can be made possible by elastic transmission members that are primarily used for flat bending in their free length.
  • the transmission links if they are arranged only in individual sections along the coupling circumference, are referred to as tabs and, if they enclose the shaft axes, as ring disks.
  • the one end of the tabs is generally attached to the flange of the one coupling half in a friction and form-locking manner with a screw connection.
  • FIGS. 1 to 3 of the drawing Show it: Fig. 1 shows a bent coupling in side view, Fig. 2 shows a section through the coupling along the line II-II in Fig. 1 and
  • Fig. 3 seen a top view of the coupling in the direction of arrow III in Fig. 1.
  • the coupling designated 10 connects an input shaft 11 to an output shaft 12 (FIGS. 1 and 2).
  • the axis of the output shaft 12 intersects with that of the drive shaft 11 at an angle oC.
  • three annular disk plates 17, 18, 19 are arranged congruently as elastic transmission members. These are alternately attached to the respective flanges 15 and 16 of the coupling halves 13 and 14 by means of screw connections in a 90 ° division.
  • the annular disk lamellae are each penetrated by a screw bolt 20-23 and clamped to the respective coupling flange with a nut 24 with the interposition of a washer 25 on the flange side and a cover disk 26 on the screw head side.
  • the screw bolts 20, 21 shown in section are assigned to the flange 15 of the drive-side coupling half 13, the screw bolts 22, 23 to the flange 16 of the drive-side coupling half 14.
  • Such constructed, torsionally rigid and elastically flexible multi-plate clutches are widely used in mechanical engineering, also in the form of joints of a cardan shaft for torque transmission of shafts that not only have an angular misalignment, but also a parallel misalignment and possibly with their Do not cut the axles, but have a small distance that is bridged by the oblique intermediate shaft between the coupling joints.
  • the lamella section 28 is bent in a U-shape because the fastening point with the bolt 22 is bent around the diametrical axis AA swings back behind the plane of the drawing (Fig. 1).
  • the lamella section 30 is also bent in a U-shaped manner, because the fastening point with the bolt 23, pivoting about the axis AA, protrudes in front of the drawing plane.
  • the lamella sections 27 and 29 are bent and twisted in an S-shape (FIG. 3). The same applies to couplings with tabs as transmission elements between the coupling halves.
  • the plates or the ring disks are divided into a large number of plates, the plate packs having, for example, up to ten relatively thin plate plates.
  • the load-bearing capacity of the plate lamellae or annular disc-lamella sections which are subjected to pressure by the torque to be transmitted, is weakened because they tend to buckle in the bent joint.
  • the lack of load-bearing capacity can sometimes already be determined by eye inspection, e.g. if the outer lamellae of a parcel have split off from the parcel in the middle between the clamping points even in the unloaded, unbent state due to permanent bending outwards, so that gaps of the magnitude of the lamellae are sometimes visible here.
  • the present invention is intended to solve the problem in shaft couplings which transmit the torque predominantly by frictional engagement at the clamping points of the plates, reduce the friction corrosion at least in the clamping area of the plate plates or annular plate plates and the load-bearing capacity also in those to be transmitted To significantly increase the torque applied to pressure on the plate lamellae or annular disc lamellae.
  • This object is achieved in that the intermediate disks in the E ' inspection area consist of a metallic material which is different from the lamella material and lower in the modulus of elasticity.
  • the fact is' exploited that the diversity of metallic Werk ⁇ used materials for the blades and the washers reduces the tendency to fretting as micro-slip is avoided in the restraints.
  • the flexural fatigue strength and the load-bearing capacity of the lamellae are increased, since a material for the washers with a modulus of elasticity which is lower than that of the lamella material reduces the notch effect at the edge of the clamps.
  • the lamellae lying on the outside and the lamellae lying on the inside, seen from the concave U-bend side, will therefore come closer to each other until they are in contact with the lamellae which are closer to the center in the package.
  • the lamellae lying on the inside on the concave U-bend side are thereby subjected to higher stresses in the middle of the lug or in the center of the annular disk section (in particular when compressive stress from the torque to be transmitted is still superimposed) than when they are already in the unloaded state (without intermediate washers in the clamping area) and therefore can support each other under load and joint flexion.
  • the edge tension on the concave side of the U-bend can increase up to double compared to the case that no washers are arranged in the clamping area and the lamellae lie here without spacing.
  • the free spaces between the plates which are formed by the plates arranged between the plates in the clamping area, are filled with an elastomer.
  • the elastomer which has a low modulus of elasticity, is arranged in the form of inserts in the free interstices between the plates and does not appreciably reduce the flexibility of the coupling joint.
  • the inserts do not hinder the necessary bending of the resilient slat sections, but keep the distance between the resilient slats in the area between the clamps approximately constant, ie approximately equal to the thickness of the intermediate washers.
  • Such spacing inserts are achieved according to the invention in that the elastomers for filling the spaces between the lamellae are connected to one or both of the adjacent lamellae along their free length by gluing or the like, for example spraying.
  • the fins on -ien surfaces between the clamping points can with a Kunststoff ⁇ stof f, such as polytetrafluoroethylene (Teflon) Deetzet be, the excellent sliding properties of this material, characterized be exploited by a very low coefficient of friction.
  • Spacers * Supplements can also be achieved by the space between the lamellae separated by washers in the clamping area being filled with rubber as the elastomer. Due to the low sliding modulus of this material and the possibly increased vulcanization of the elastomer layer adhering to the lamellae, the relative displacements between adjacent lamellae in the case of an S-bend are absorbed in a purely elastic manner and sliding is completely avoided.
  • the interstices can, however, also be filled with a non-organic non-ferrous material with good sliding properties, because this measure already reduces the frictional corrosion and mutual support of the lamellae, which otherwise deform separately.
  • the elastomers for filling the spaces between the lamellae are positioned along their free length through the washers in the clamping area. Through this positive locking in the radial direction and in In the circumferential direction, the intermediate disks absorb the centrifugal forces acting on the inserts and ensure their correct assignment.
  • An embodiment of the invention is also to be seen in the fact that the elastomers for filling the spaces between the lamellae are positioned not only by the washers, but also by pegs which are attached, glued or welded or held in place by folding the elastomers, along the inner contour of the lamellae. This measure also achieves centrifugal force absorption and the position of the inserts.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the lamellae of a plate or an annular disk are separated from one another over their entire surface by intermediate disks made of a metallic material which is different from the lamellar material and has a lower modulus of elasticity.
  • the invention also relates to a torsionally rigid, elastically flexible coupling for the articulated connection of shafts, consisting of two coupling halves which are used for the torsionally rigid torque transmission by essentially tangential, leaf-spring-like resilient tabs distributed over the circumference . are connected to each other, the tabs being arranged in parallel planes and with their two ends on each of the flanges of the coupling halves by means of bolts with sleeves, fitting screws or the like. are fastened and are subjected to a constant torque to be transmitted in one direction under tension and in the other direction under pressure, wherein each tension-transmitting and pressure-transmitting tabs pointing in the opposite circumferential direction alternately overlap in the clamping area.
  • the gaps resulting from the overlap in the free length of the tabs are filled with an elastomer which is positioned in a frictionally locking, materially locking or positive locking manner.
  • This measure serves to prevent fretting corrosion in the free link length, since the elastomeric inserts prevent the link plates from sliding on one another when the coupling is bent.
  • the load-bearing capacity of the plates, in particular the plates absorbing the compressive forces from the torque to be transmitted is increased even when the flexion angles are in the limit range.
  • a reduction in the notch effect in the clamping area is achieved, in particular in the case of the tab lamellae located outside in a tab pack.
  • the measure according to the invention dampens vibrations in the plates due to the material properties of the elastomeric inserts.
  • FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 5 through a coupling with annular disks as lamellae, which are separated from one another by the washers by intermediate washers and in the region of their free spring length by spacing inserts, first of all Exemplary embodiment,
  • FIG. 5 shows a section through this coupling along the line VV in Fig. 4, 6 to 11 show exemplary embodiments of spacing inserts for filling the spaces between the lamellae along their free length
  • FIG. 6 being an insert that can be positioned in the clamping area by the washers
  • FIG. 7 is a folded insert that can be positioned along the inner contour of the lamellae
  • 8 shows a cross section along the line VIII-VIII in FIG. 7 through this supplement
  • FIG. 9 shows a cross section corresponding to FIG. 8 through a differently designed supplement
  • FIG. 10 shows a partial view of a supplement covering all the spaces between a lamella
  • FIG. 11 a partial view of a congruent to the slats formed insert, in which the washers are integrated;
  • Fig. 12 is a section along the line XII-XII in
  • FIG. 13 shows a section through this coupling along the line XIII-XIII in FIG. 12.
  • FIG. 14 shows a section along the line XIV-XIV in FIG. 15 through laminated lugs without intermediate washers in the clamping area as an exemplary embodiment for transmission elements as can be used in a coupling according to FIG. 12, and
  • the design of the coupling shown in FIGS. 4 and 5 largely corresponds to that of FIGS. 1-3.
  • the coupling 40 has a coupling half 41 on the drive side with a flange 42 and a half 43 on the output side with a flange 44.
  • Laminated ring spring washers 45, 46, 47 and 48 which are laminated, resilient in the manner of a leaf spring are provided as transmission members of the clutch 40. They are passed through at 90 ° division by a fitting sleeve 49 and fastened with a screw 50 and nut 51 to the flange 42 or 44 of the respective coupling half 41 or 43.
  • the annular disk lamellae 45 to 48 are held between a washer 52 on the flange side and a cover disk 53 on the screw head side, which is part of the adapter sleeve 49. Between the lamellae 45 to 48 and the two disks 52, 53, a thin intermediate disk 54 is inserted at each of the same clamps (blackened cross section in FIG. 4), the contour of which corresponds to that of the two disks 52 and 53 (FIG. 5).
  • the annular disk lamellae 45 to 48 running in parallel planes are separated from one another along their free spring length.
  • the ring-disc In a preferred embodiment for a "such Kupp ⁇ averaging the ring-disc have mm a thickness of 1.2.
  • the material in this respect is cold-rolled steel strip for springs with the short name C 75 according to the German standard DIN dung 17,222 Verwen ⁇ .
  • This steel grade has a chemical composition of 0.70 to 0.80 percent by weight carbon, 0.15 to 0.35 percent by weight silicon, 0.60 to 0.80 percent by weight manganese and small amounts of phosphorus and sulfur around 206 kN / mm.
  • the ring disk lamellae are tempered (hardened and tempered). Materials comparable to this steel grade are according to EURONORM 132: 1 CS 75 and in the USA: SAE and AISI No. 1074.
  • a copper-tin alloy (tin bronze) with the abbreviation CuSn8 F 70 according to the German standard DIN 17 662 is used as the material for the intermediate disks 54, which are only 0.25 mm thick.
  • This material has a mass fraction of 7.5 to 8.5% tin, 0.01 to 0.35% phosphorus and possibly small proportions of iron, nickel, lead and zinc, while the rest is copper.
  • the tensile strength is greater than or equal to 690 N / mm; the
  • a copper-tin alloy with the abbreviation CuSn6Zn6 F 70 according to the German standard DIN 17 662 is also very suitable for the intermediate washers 54.
  • the composition of these - tin-bronze is in parts by mass 5 to 7% tin, 5 to 7% zinc, 0.01 to 0.1% phosphorus, small amounts of iron, nickel and lead; the rest is copper. This material has approximately the same strength and the same modulus of elasticity as the 2inn bronze mentioned above. *
  • the insert 55 is, apart from the respective clamping area, congruent with the annular disk lamellae 45 to 48. Due to the contour of the intermediate disks 54 corresponding recesses 56, the insert 55 is a positive fit in the radial direction and in the circumferential direction between the lamellae 45- 48 held.
  • Polytetrafluoroethylene is particularly suitable as the material for supplement 55.
  • elastomeric plastics and rubber are also suitable.
  • the elastomers can also be connected to one or both of the lamellae by gluing, spraying or, in the case of rubber, by vulcanization.
  • Spacers 60 can also be formed as individual parts each filling an intermediate space between two clamps of the lamellae 45 to 48 (FIG. 6). Such examples' were 60 have the same thickness as the intermediate plates 54 and end are adapted to the contour thereof. This also results in a positive entrainment in the circumferential direction and a centrifugal force absorption.
  • Corresponding inserts 70 can also be produced from elastomer foils which, by folding, envelop the area of free spring length between two clamps of the slats 45-48 and are connected to one another by a web 71 (FIGS. 7 and 8).
  • the web 71 additionally takes over the centrifugal force.
  • An insert 90 with a contour corresponding to the insert 60 according to FIG. 6 can be provided with an attached, glued or welded fitting 91 which is supported along the inner contour of the slats 45 to 48 (FIG. 9).
  • the inserts 60, 70 or 90 do not extend over the entire free spring length, but rather are only arranged in the middle section of the free spring length are.
  • the inserts can have a simpler contour, for example consist of rectangular elastomer strips which are connected to the slats or wrapped around them in accordance with the cross section in FIG. 8.
  • An exemplary embodiment of an insert 110 according to FIG. 11 not only fills the spaces between the lamellae 45 to 48, but it also fulfills the function of the spacer-forming intermediate disks in the respective clamping area, since the insert 110 is congruent with the lamellae.
  • the insert 110 consists of the same material as the washers 54 in the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5. When using this insert 110, the lamellae 45 to 48 are therefore on their entire surface by means of washers 110 of a different elasticity module than the lamella material Material separated from one another.
  • laminated tabs 121 to 128 are arranged as transmission members between the coupling halves 129 and 130.
  • Two congruent plates which run parallel to one another at a distance, are assigned at one end to the flange 131 of the coupling half 129 and at the other end to the flange 132 of the coupling half 130.
  • these are the ends of the tabs 121, 122, 123 and 124.
  • thin intermediate disks 133 are inserted between the tabs (blackened cross sections in FIG. 12 ).
  • Such washers 133 are also between the respective outer tabs and a washer 134 on the flange side and a cover washer 135 facing away from the flange.
  • the heads of the respective tabs, the intermediate washers 133, the washer 134 and the cover washer 135 are penetrated by the shaft of a dowel screw 136 and clamped to the flange 131 of the coupling half 129 with a nut 137.
  • the attachment of the tabs to the other clamping areas of the coupling 120 is designed accordingly.
  • the slats 121 to 128 and the intermediate disks 133 have the same thickness and consist of the same materials as in the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5. Because of the lower material in the elastic modulus of the intermediate disks 133 compared to that of the slats 121 to 128, the Coupling 120 also has the effect of reducing frictional corrosion in the clamping area. In addition, the space between the adjacent plates in the area of their free spring length is filled with an elastomeric insert 138, 139 (FIG. 12). This insert 138, 139 is connected to the adjacent lamellae and has a thickness which corresponds to that of two intermediate plates 133 plus one lamella. The disks 121 to 128 are thus kept at a parallel distance when the clutch 120 is bent.
  • a package 140 laminated, congruent tabs 141 to 152 are provided as transmission members for a shaft coupling according to the embodiment according to Figures 12 and 13.
  • the tabs 141 to 152 which run in parallel planes and point in opposite circumferential directions, overlap in the clamping area, ie they are supported directly against one another there.
  • the tab lamellae 141 to 152 which are distributed uniformly over the circumference of the packet 140, are each provided in the clamping area with a bore 153 for receiving a not-shown th fitting screw for attachment to the respective coupling half according to FIGS. 12 and 13.
  • leaf-spring-like resilient tabs 141 to 152 which consist of a material corresponding to the annular disk lamellae 45 to 48 according to FIGS. 4 and 5, gaps extend , which are filled with an insert 154 to 157 made of elastomeric material.
  • These supplements 154 to 157 are positioned in the interspaces in a frictional, materially or form-fitting manner.
  • the inserts 155 and 157 between the flaps 146 and 144 or 151 and 149 are visible in FIG. 15 of the inserts arranged in all the spaces between the flap packet 140 due to the flaps 146 and 151 shown in broken lines.
  • Elastomer plastics and rubber can be used as the material for the inserts 154 to 157.
  • Torsionally rigid, elastically flexable coupling for the articulated connection of shafts, consisting of two coupling halves which are connected to one another for torsionally rigid torque transmission by distributed over the circumference, essentially tangentially running, leaf spring-like resilient tabs (141 to 152) , the tabs being arranged in parallel planes and with their two ends on each of the flanges of the coupling halves by screwing bolt with sleeves, dowel screws or the like.

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Description

Drehsteife, elastisch beugefähige Kupplung
Technisches Gebiet
•» *
Die Erfindung betrifft eine drehsteife, elastisch beugefähige Kupplung zur gelenkartigen Verbindung von Wellen, bestehend aus zwei Kupplungshälften, die zur drehsteifen Drehmomentübertra¬ gung durch gleichmäßig am Umfang verteilte, im wesentlichen tangential verlaufende, blattfederartig federnde Laschen oder Abschnitte von Ringscheiben aus metallischem Werkstoff mitein¬ ander verbunden sind, wobei die Laschen oder die Ringscheiben in einzelne Lamellen aufgelöst sind, die im unbelasteten Zu¬ stand in parallelen Ebenen liegen und die als Laschenlamellen mit ihren beiden Enden an je einem der Flansche der Kupplungs¬ hälften unter Zwischenlage von Scheiben durch Schraubenbolzen mit Hülsen, Paßschrauben od.dgl. festgespannt sind und als Ringscheibenlamellen abwechselnd an beiden Kupplungshälften in gleicher Weise befestigt sind, so daß die Lamellen einer Lasche oder einer Ringscheibe im ungebeugten Gelenk längs ihrer freien Federlänge voneinander getrennt sind. Stand der Technik
Derartige, aus der DE-OS 24 53 976 bekannte Kupplungen werden zur drehsteifen, angenähert oder völlig winkeltreuen Übertra¬ gung von Drehmomenten von einer Welle, der Antriebswelle, zu einer in Achsrichtung anschließenden, aber nicht genau fluch¬ tenden, d.h. in einem kleinen Winkel mit ihrer Achse von der Achse der zuerst genannten, jetzt abweichenden Welle, der Ab¬ triebswelle, eingesetzt. Die als elastisches Gelenk wirkende Kupplung wird dabei entsprechend dem Winkelfehler der Welle gebeugt, wobei während des Umlaufs der Wellen der im Raum im allgemeinen feststehende Beugewinkel relativ zu der sich dre¬ henden Kupplung umläuft. Bei feststehender Antriebswelle be¬ schreibt die Achse der Abtriebswelle- also einen spitzen Kegel um die Achse der Antriebswelle mit der Kegelspitze im Kupp¬ lungsgelenk-Mittelpunkt. Die Gelenkbeugung kann dabei durch elastische, in ih er freien Länge in erster Linie auf Flachbie¬ gung beanspruchte Übertragungsglieder ermöglicht werden. Die Übertragungsglieder werden, wenn sie nur in einzelnen Abschnit¬ ten längs des Kupplungsumfangs angeordnet sind, als Laschen bezeichnet und, wenn sie die Wellenachsen umschließen, als Ringscheiben. Die Laschen sind mit ihrem einen Ende im allge¬ meinen mit einer Schraubenverbindunr am Flansch der einen Kupp¬ lungshälfte reib- und formschlüssig befestigt. Mit ihrem ande¬ ren Ende, also mit dem anderen Laschenkopf, sind sie meist in gleicher Weise mit dem Flansch der anderen Kupplungshälfte ver¬ bunden. In entsprechender Weise sind die Ringscheiben an den beiden Kupplungshälften befestigt. Laschen und Ringscheiben werden vorzugsweise la elliert, d.h. sie bestehen aus in mehre¬ ren Schichten axial hintereinander angeordneten Laschenlamellen bzw. Ringscheiben-Lamellen. Eine solche, zum Stand der Technik gehörende Kupplung mit Ringscheibenlamellen ist in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine gebeugte Kupplung in Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt durch die Kupplung entlang der Linie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kupplung in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1 gesehen.
Die mit 10 bezeichnete Kupplung verbindet eine Antriebswelle 11 mit einer Abtriebswelle 12 (Fig. 1 und 2). Die Achse der Ab¬ triebswelle 12 schneidet sich mit derjenigen der Antriebswelle 11 unter einem θeugewinkel OC . Auf der Antriebswelle 11 ist die eine Hälfte 13, auf der Abtriebswelle 12 die andere Hälfte 14 der Kupplung 10 drehfest angeordnet. Zwischen den einander zugewandten Flanschen 15 und 16 der beiden Kupplungshälften 13, 14 sind als elastische Übertragungsglieder drei Ringscheiben- Lamellen 17, 18, 19 deckungsgleich angeordnet. Diese sind in 90°-Teilung abwechselnd an den jeweiligen Flanschen 15 bzw. 16 der Kupplungshälften 13 bzw. 14 mittels Schraubenverbindun¬ gen befestigt. Hierzu sind die Ringscheibenlamellen jeweils von einem Schraubenbolzen 20 - 23 durchgriffen und mit einer Mutter 24 unter Zwischenlage einer flanschseitigen Unterlegscheibe 25 sowie einer schraubenkopfseitigen Deckscheibe 26 am jeweiligen Kupplungsflansch festgespannt. In Fig. 2 sind die geschnitten dargestellten Schraubenbolzen 20, 21 dem Flansch 15 der an- triebsseitigen Kupplungshälfte 13, die Schraubenbolzen 22, 23 dem Flansch 16 der abtriebsseitigen Kupplungshälfte 14 zugeord¬ net.
Derart aufgebaute, drehsteife und elastisch beugefähige Lamel¬ lenkupplungen werden vielfach im Maschinenbau eingesetzt,.auch in Form von Gelenken einer Gelenkwelle zur Drehmomentübertra¬ gung von Wellen, die nicht nur einen Winkelversatz haben, son¬ dern auch einen Parallelversatz und sich unter Umständen mit ihren Achsen nicht schneiden, sondern einen kleinen Abstand haben, der durch die dann schräge Zwischenwelle zwischen den Kupplungsgelenken überbrückt wird. Die über den Umfang der Kupplung in Fig. 2 gleichmäßig zwischen den Einspannungen verteilten Lamellenpaket-Abschnitte 27, 28, 29 und 30 der Ringscheiben 17 - 19 werden durch ein zu über¬ tragendes konstantes Drehmoment abwechselnd (in Umfangsrichtung gesehen) auf Zug und auf Druck beansprucht, wobei diese Zug¬ bzw. Druckbeanspruchungen zeitlich gleich bleiben (von den un¬ ter Umständen bei größeren Beugewinkeln bemerkbaren Kardanfeh¬ lern abgesehen). Außerdem werden während des Umlaufs der ge¬ beugten Kupplung 10 mit lamellierten Ringscheiben 17, 18 und 19 die Lamellenabschnitte in ihrer freien Länge zwischen den Be¬ festigungsstellen zu gewissen Zeiten U-fδrmig gebogen und zu dazwischenliegenden Zeiten S-förmig. Der S-förmigen Biegung ist eine Verdrehung um die Verbindungslinie zwischen den Befesti¬ gungsstellen überlagert, die im Verdrehwinkel dem Gelenkbeu¬ gungswinkel O gleich kommt. Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, die Achse der vor der ZeiGhenebene liegenden Abtriebswelle in Richtung-B - B nach unten abgebeugt wird, dann wird der Lamel¬ lenabschnitt 28 U-förmig verbogen, weil die Befestigungsstelle mit dem Bolzen 22, sich um die diametrale Achse A-A schwenkend hinter die Zeichenebene zurücktritt (Fig. 1). Entsprechend wird der Lamellenabschnitt 30 ebenfalls U-föxmig verbogen, weil die Befestigungsstelle mit dem Bolzen 23, sich um die Achse A-A schwenkend, vor die Zeicheπebene vortritt. Die Lamellenab¬ schnitte 27 und 29 werden dabei S-förmig verbogen und verdreht (Fig. 3). Entsprechendes gilt bei Kupplungen mit Laschen als Übertragungsglieder zwiscnen den Kupplungshälften.
Durch diese Biegebeanspruchungen, die in den Einsp.annbereich an den wechselseitigen Befestigungsstel.len an den beiden Kupp¬ lungshälften 13 und 14 mit der Unterlegscheibe 25 unter den Ringscheiben-Lamellen 17 bis 19 und der Deckscheibe 26 über den Lamellen hineinreichen, tritt Mikroschlupf in den Einspannungen verbunden mit Reibkorrosion auf. Diese setzt die Biegedauer- festigkeit der Lamellen 17 bis 19 herab und kann am Rande der von den Unterlegscheiben 25 und den Deckscheiben 26 begrenzten Einspannungen, durch die dort wirkende Kerbwirkung verstärkt, zu Dauerbruchanrissen im Laufe der Betriebszeit führen. Insbe¬ sondere bei S-förmiger Verbiegung der freien Federlängen treten aber auch zwischen den einzelnen Lamellen 17 bis 19 der Ring¬ scheiben (oder Laschen) nicht mehr im Mikroschlupfbereich blei¬ bende Relativverschiebungen auf, die ebenfalls zu dauerfestig- keitsmindernden Reibkorrosion führen können.
Man hat versucht, diese Gefahren dadurch zu mildern, daß. man die Laschen oder die Ringscheiben in sehr viele Lamellen auf¬ teilt, wobei die Laschenpakete beispielsweise bis zu zehn rela¬ tiv dünne Laschenlamellen aufweisen. Dadurch werden aber die durch das zu übertragende Drehmoment auf Druck beanspruchten Laschenlamellen oder Ringscheiben-Lamellen-Abschnitte in ihrer Tragfähigkeit geschwächt, denn sie neigen im gebeugten Gelenk zum Ausknicken. Die mangelnde Tragfähigkeit ist dabei bisweilen bereits durch Augenschein festzustellen, wenn z.B. die äußeren Lamellen eines Pakets sich in der Mitte zwischen den Einspann¬ stellen auch im unbelasteten, ungebeugten Zustand durch blei¬ bende Verbiegung nach außen vom Paket abgespalten haben, so daß hier bisweilen Zwischenräume in der Größenordnung der Lamellen¬ stärke sichtbar werden.
Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung soll die Aufgabe lösen, bei Wellen¬ kupplungen, welche das Drehmoment überwiegend durch Reibschluß an den Einspannstellen der Lamellen übertragen, die Reibkorro¬ sion zumindest im Einspannbereich der Laschenlamellen oder Ringscheiben-Lamellen herabzusetzen und die Tragfähigkeit auch bei den durch das zu übertragende Drehmoment auf Druck bean¬ spruchten Laschenlamellen oder Ringscheiben-Lamellen wesentlich zu erhöhen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zwischenscheiben im E'inspannbereich aus einem vom Lamellenwerkstoff unterschied¬ lichen, im Elastizitätsmodul niedrigeren, metallischen Werk¬ stoff bestehen.
Aus der eingangs erwähnten DE-OS 24 53 976 ist es zwar bekannt, im Einspannbereich die Lamellen unter Zwischenlage von Zwi¬ schenscheiben an den entsprechenden Kupplungsflanschen zu hal¬ ten. Die Zwischenscheiben sollen jedoch elastisch zusammen¬ drückbar sein, beispielsweise aus Gummi bestehen. Aufgrund die¬ ser Werkstoffkombination, Stahl für die Lamellen, Gummi für die Zwischenscheiben, kann zwar keine Reibkorrosion auftreten. Je¬ doch ist bei dieser bekannten Kupplung die Drehmoment-Übertra¬ gung stark gemindert, da das Drehmoment überwiegend nur durch Formschluß zwischen den Lamellen und den diese durchdringenden, an den Kupplungshälften befestigten Schraubenbolzen übertragen werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird' die Tatsache ausgenutzt, daß die Verschiedenartigkeit der verwendeten metallischen Werk¬ stoffe für die Lamellen und die Zwischenscheiben die Neigung zu Reibkorrosion herabsetzt, da Mikroschlupf in den Einspannungen vermieden wird. Außerdem wird die Biegedauerfestigkeit und die Tragfähigkeit der Lamellen erhöht, da ein Werkstoff für die ZwischenscheibRn mit einem Elastizitätsmodul, der gegenüber demjenigen des Lamellenwerkstoffs niedriger ist, die Kerbwir¬ kung am Rande der Einspannungen vermindert.
Bei gebeugter, drehmomentübertragender Kupplung mit im Ein¬ spannbereich durch Zwischenscheiben voneinander getrennten Übertragungsgliedern werden zu den Zeiten der U-förmigen Krüm¬ mung der freien Lamellenabschnitte die dem Mittelpunkt der Krümmung entfernt liegenden Lamellenabschnitte durch die in ihnen überwiegende Biege-Zugspannung nach dem Krümmungsmittel- punkt herangezogen, während die dem Mittelpunkt der Krümmung näher liegenden, also von der konkaven Seite aus gesehen innen liegenden Lamellenabschnitte der überwiegenden Biege-Druckbean- spruchung zufolge (mit in der Laschenmitte verstärkter Krüm¬ mung) vom Krümmungsmittelpunkt weggedrückt werden. Die von der konkaven U-Biegungsseite aus gesehen außen liegenden Lamellen und innen liegenden Lamellen werden sich also einander nähern, bis sie an den im Paket der Mitte näheren Lamellen anliegen. Die auf der konkaven U-Biegungsseite innen liegenden Lamellen werden dadurch in Laschenmitte bzw. in Ringscheiben-Abschnitts¬ mitte höher beansprucht (insbesondere dann, wenn noch Druck¬ spannung aus dem zu übertragenden Drehmoment überlagert ist), als wenn sie bereits im unbelasteten Zustand (ohne Zwischen¬ scheiben im Einspannbereich) aneinanderliegen und sich deshalb bei Belastung und Gelenkbeugung gegenseitig abstützen können. Die Randspannung kann dabei auf der konkaven Seite der U-Bie- gung bis auf das Doppelte gegenüber dem Fall steigen, daß keine Zwischenscheiben im Einspannbereich angeordnet sind und die Lamellen hier ohne Abstand aufeinanderliegen.
Um die Tragfähigkeit der Kupplung weiter zu erhöhen, sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung die freien Zwischenräume zwi¬ schen den Lamellen, die durch die im Einspannbereich angeordne¬ ten Scheiben zwischen den Lamellen gebildet werden, durch ein Elastomer ausgefüllt. Das einen geringen Elastizitätsmodul auf¬ weisende Elastomer ist in Form von Beilagen in den freien Zwi¬ schenräumen zwischen den Lamellen angeordnet und setzt die Beu¬ genachgiebigkeit des Kupplungsgelenkes nicht spürbar herab. Die Beilagen behindern die notwendige Biegung der federnden La el- lenabschnitte nicht, halten aber den Abstand zwischen den fe¬ dernden Lamellen im Bereich zwischen den Einspannungen etwa konstant, d.h. etwa gleich der Stärke der Zwischenscheiben. Sie stützen dadurch insbesondere bei U-Biegung die Lamellen derart gegeneinander ab, daß über ihre Länge die Krümmung auf der kon- vexen Seite sich von der Krümmung auf der konkaven Seite be¬ tragsmäßig nicht stärker unterscheidet, als dies durch die un¬ terschiedlichen Abstände vom gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt bedingt ist.
Solche abstandshaltende Beilagen werden erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Elastomere zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Lamellen längs ihrer freien Länge durch Kleben od.dgl., z.B. Aufspritzen, mit einer der oder beiden benachbar¬ ten Lamellen verbunden sind. Beispielsweise können die Lamellen auf -ien Flächen zwischen den Einspannungen mit einem Kunst¬ stoff, wie Polytetrafluorethylen (Teflon) Deschichtet werden, wobei die vorzüglichen Gleiteigenschaften dieses Werkstoffs, gekennzeichnet durch eine sehr niedrige Reibungszahl ausgenutzt werden.
AbstandshaMtende*Beilagen können auch'dadurch erzielt werden, daß der Raum zwischen den durch Zwischenscheiben im Einspannbe¬ reich getrennten Lamellen durch Kautschuk als Elastomer ausge¬ füllt ist. Durch den niedrigen Gleitmodul dieses Werkstoffs und das gegebenenfalls durch Vulkanisieren verstärkte Haften der Elastomer-Schicht an den Lamellen werden die Relativverschie- buncen zwischen benachbarten Lamellen bei S-Biegung rein ela¬ stisch aufgenommen und Gleitungen gänzlich vermieden. Die Zwi¬ schenräume können aber auch durch einen nicht-organischen Nichteisenwerkstoff mit guten Gleiteigenschaften ausgefüllt werden, weil bereits durch diese Maßnahme die Reibkorrosion gemindert und eine gegenseitige Abstützung der sonst getrennt voneinander sich verformenden Lamellen erzielt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Elastomere zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Lamellen längs ihrer freien Länge durch die Zwischenscheiben im Einspannbereich po¬ sitioniert. Durch diesen Formschluß in radialer Richtung und in Umfangsrichtung nehmen die Zwischenscheiben die an den Beilagen wirkenden Fliehkräfte auf und sichern ihre lagerichtige Zuord¬ nung.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist auch darin zu sehen, daß die Elastomere zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Lamellen nicht nur durch die Zwischenscheiben, sondern auch durch angeheftete, aufgeklebte oder verschweißte oder durch Faltung der Elastomere gehaltene Paßstücke entlang der inneren Kontur der Lamellen positioniert sind. Durch diese Maßnahme wird ebenfalls eine Fliehkraftaufnahme und Lagesicherung der Beilagen erreicht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Lamellen einer Lasche oder einer Ringscheibe auf ihrer ganzen Fläche durch Zwischenscheiben aus einem vom Lamell'enwerkstof-f unterschiedlichen, im Elastizitätsmodul nied¬ rigeren, metallischen Werkstoff voneinander getrennt sind. Durch diese Maßnahme wird die Reibkorrosion über den Einspann- bereich der Lamellen hinaus gemindert und die Biegedauerfestig¬ keit der Lamellen durch verminderte Kerbwirkung am Rand der Einspannungen wesentlich erhöht.
Die Erfindung betrifft außerdem eine drehsteife, elastisch beu¬ gefähige Kupplung zur gelenkartigen Verbindung von Wellen, be¬ stehend aus zwei Kupplungshälften, die zur drehsteifen Drehmo¬ mentübertragung durch auf dem Umfang verteilte, im wesentlichen tangential verlaufende, blattfederartige federnde Laschen.mit¬ einander verbunden sind, wobei die Laschen in parallelen Ebenen angeordnet sind und mit ihren beiden Enden an je einem der Flansche der Kupplungshälften durch Schraubenbolzen mit Hülsen, Paßschrauben od.dgl. befestigt sind und bei einem gleichblei¬ bend zu übertragenden Drehmoment in einer Richtung auf Zug und in der anderen Richtung auf Druck beansprucht werden, wobei sich jeweils zug-übertragende und druck-übertragende, in entge¬ gengesetzte Umfangsrichtung weisende Laschen im Einspannbereich wechselweise überlappen.
Bei einer derartigen Kupplung sind die durch die Überlappung sich in der freien Länge der Laschen ergebenden Zwischenräume durch ein reibschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig po¬ sitioniertes Elastomer ausgefüllt. Diese Maßnahme dient der Reibkorrosionsverhinderung in der freien Laschenlänge, da die elastomeren Beilagen ein Aufeinandergleiten der Laschenlamellen bei gebeugter Kupplung verhindern. Außerdem wird die Tragfähig¬ keit der Laschen, insbesondere der die Druckkräfte aus dem zu übertragenden Drehmoment aufnehmenden Laschen auch bei im Grenzbereich liegenden Beugewinkeln erhöht. Ferner wird eine Verminderung der Kerbwirkung im Einspannbereich, insbesondere bei den in einem Laschenpaket außen liegenden Laschenlamellen erzielt. Schließlich wird mit der erfindungsgemäßen Maßnahme eine Dämpfung von Schwingungen in den Laschen aufgrund der Werkstoffeigenschaften der elastomeren Beilagen erreicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge¬ stellt. Es zeigen:
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 5 durch eine Kupplung mit Ringscheiben als Lamellen, die an den Einspannungen durch Zwi¬ schenscheiben und im Bereich ihrer freien Fe¬ derlänge durch abstandshaltende Beilagen von¬ einander getrennt sind, als erstes Ausfüh¬ rungsbeispiel,
Fig. 5 einen Schnitt durch diese Kupplung entlang der Linie V-V in Fig. 4, Figuren 6 bis 11 Ausführungsbeispiele für abstandshaltende Beilagen zum Ausfüllen der Zwischenräumen zwi¬ schen den Lamellen längs ihrer freien Länge, wobei Fig. 6 eine durch die Zwischenscheiben im Einspannbereich positionierbare Beilage, Fig. 7 eine gefaltete, entlang der inneren Kontur der Lamellen positionierbare Beilage, Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7 durch diese Beilage, Fig. 9 einen Querschnitt entsprechend Fig. 8 durch eine abweichend ausgebildete Beilage, Fig. 10 eine Teilansicht einer sämtliche Zwischenräume einer Lamelle abdeckenden Beilage und Fig. 11 eine Teilansicht einer deckungsgleich zu den Lamellen ausgebildeten Beilage darstellt, in welche die Zwischenscheiben integriert sind;
Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII in
Fig. 13 durch eine Wellenkupplung mit Laschen als la ellierte Übertragungsglieder und Zwi¬ schenscheiben im Einspannbereich sowie im Be¬ reich freier Laschenlänge angeordneten ab- standshaltenden Beilagen als weiteres Ausfüh¬ rungsbeispiel,
Fig. 13 einen Schnitt durch diese Kupplung entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 12.
Fig. 14 einen Schnitt entlang der Linie XIV-XIV in Fig. 15 durch lameliierte Laschen ohne Zwi¬ schenscheiben im Einspannbereich als Ausfüh¬ rungsbeispiel für Übertragungsglieder, wie sie bei einer Kupplung nach Fig. 12 verwendet wer¬ den können, und
Fig. 15 eine Ansicht auf die Übertragungsglieder in Richtung des Pfeiles XV in Fig. 14 gesehen. Wege zur Ausführung der Erfindung
Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte Kupplung entspricht in ihrem Aufbau weitgehend derjenigen nach Figur 1 - 3. Die Kupp¬ lung 40 weist eine antriebsseitige Kupplungshälfte 41 mit einem Flansch 42 sowie eine abtriebsseitige Hälfte 43 mit Flansch 44 auf. Als Übertragungsglieder der Kupplung 40 sind lamellierte, blattfederartig federnde Ringscheiben 45, 46, 47 und 48 vorge¬ sehen. Sie sind unter 90°-Teilung von je einer Paßhülse 49 durchgriffen und mit Schraube 50 und Mutter 51 am Flansch 42 bzw. 44 der jeweiligen Kupplungshälfte 41 bzw. 43 befestigt. Dabei sin die Ringscheiben-Lamellen 45 bis 48 zwischen einer flanschseitigen Unterlegscheibe 52 und einer schraubenkopfsei- tigen Deckscheibe 53 gehalten, die Teil der Paßhülse 49 ist. Zwischen den Lamellen 45 bis 48 und den beiden Scheiben 52, 53 ist an allen gleich ausgebildeten Einspannungen je eine dünne Zwischenscheibe 54 eingefügt »(geschwärzter Querschnitt in Fig. 4), deren Kontur derjenigen der beiden Scheiben 52 und 53 ent¬ spricht (Fig. 5). Die in parallelen Ebenen verlaufenden Ring¬ scheiben-Lamellen 45 bis 48 sind längs ihrer freien Federlänge voneinander getrennt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform für eine "derartige Kupp¬ lung haben die Ringscheiben-Lamellen eine Dicke von 1,2 mm. Als Werkstoff hierfür findet kaltgewalztes Stahlband für Federn mit dem Kurznamen C 75 nach der deutschen Norm DIN 17 222 Verwen¬ dung. Diese Stahlsorte hat eine chemische Zusammensetzung von 0,70 bis 0,80 Gewichtsprozenten Kohlenstoff, 0,15 bis 0,35 Ge¬ wichtsprozenten Silizium, 0,60 bis 0,80 Gewichtsprozenten Man¬ gan und geringen Anteilen Phosphor sowie Schwefel. Der Elasti- zitätsmodul beträgt rund 206 kN/mm . Die Ringscheiben-Lamel¬ len sind vergütet (gehärtet und angelassen). Dieser Stahlsorte vergleichbare Werkstoffe sind nach EURONORM 132: 1 CS 75 und in den USA: SAE und AISI No. 1074. Als Werkstoff für die lediglich 0,25 mm dicken Zwischenscheiben 54 findet eine Kupfer-Zinn-Legierung (Zinnbronze) mit dem Kurz¬ zeichen CuSn8 F 70 nach der deutschen Norm DIN 17 662 Verwen¬ dung. Dieser Werkstoff hat einen Massenanteil von 7,5 bis 8,5 % Zinn, 0,01 bis 0,35 % Phosphor und gegebenenfalls geringen An¬ teilen an Eisen, Nickel, Blei und Zink, während der Rest Kupfer ist. Die Zugfestigkeit ist größer / gleich 690 N/mm ; der
2 Elastizitätsmodul beträgt 115 kN/mm . Ein entsprechender
Werkstoff wird bezeichnet in USA: C 521 00; GB: PB 104; FR: U - E9P. Für die Zwischenscheiben 54 ist ebenso eine Kupfer-Zinn- Legierung mit dem Kurzzeichen CuSn6Zn6 F 70 nach der deutschen Norm DIN 17 662 sehr gut geeignet. Die Zusammensetzung dieser - Zinn-Bronze ist in Massenanteilen 5 bis 7 % Zinn, 5 bis 7 % Zink, 0,01 bis 0,1 % Phosphor, geringe Anteile Eisen, Nickel und Blei; der Rest ist Kupfer. Dieser Werkstoff hat annähernd gleiche Festigkeit und gleichen Elastizitätsmodul wie die vor¬ stehend genannte 2inn-Bronze. *
Aufgrund der Werkstoff-Kombination Stahl mit hohem Elastizi¬ tätsmodul für die Ringscheiben-Lamellen 45 bis 48 und Zinn- Bronze mit demgegenüber geringerem Elastizitätsmodul für die Zwischenscheiben 54 wird im Einspannbereich der Lamellen die Reibkorrosion und am Rand des Einspannbereichs die Kerbwirkung vermindert*. Die Neigung zu Reibkorrosion wird außerdem herabge¬ setzt, wenn die Ringscheiben-Lamellen 45 - 48 oberflächenbehan¬ delt, z.B. nitriert sind. Wegen der hohen Festigkeit des Werk¬ stoffs für die Ringscheiben-Lamellen 45 bis 48 und die Zwi¬ schenscheiben 54 können diese Bauteile mit hoher Spannkraft zwiscnen den Scheiben 52 und 53 an der jeweiligen Kupplungs¬ hälfte 41 bzw. 43 gehalten werden. Das Drehmoment kann daher überwiegend durch Reibschluß übertragen werden.
Um die Parallelität der Ringscheiben-Lamellen 45 bis 48 auch bei gebeugter Kupplung 40 zu erhalten, ist zwischen zwei be- nachbarte Lamellen je eine Beilage 55 mit einer Dicke von 0,25 mm, also derjenigen der Zwischenscheiben 54 im Einspannbereich, eingefügt. Eine derartige, zur Achse C-C symmetrische Beilage 55 ist in Fig. 10 zur Hälfte dargestellt. Die Beilage 55 ist, abgesehen vom jeweiligen Einspannbereich, deckungsgleich zu den Ringscheiben-Lamellen 45 bis 48. Aufgrund von der Kontur der Zwischenscheiben 54 entsprechenden Aussparungen 56 ist die Bei¬ lage 55 in radialer Richtung und in Umfangsrichtung formschlüs¬ sig zwischen den Lamellen 45 - 48 gehalten. Als Werkstoff für die Beilage 55 eignet sich besonders Polytetrafluorethylen. Geeignet sind auch andere elastomere Kunststoffe sowie Kaut¬ schuk. Zum Füllen der Zwischenräume zwischen den Lamellen 45 bis 48 können die Elastomere auch durch Kleben, Aufspritzen oder im Falle von Gummi durch Vulkanisieren mit einer der oder beiden benachbarten Lamellen verbunden werden.
Abstandshaltende Beilagen 60 können auch als jeweils einen Zwi¬ schenraum zwischen zwei Einspannungen der Lamellen 45 bis 48 ausfüllende Einzelteile ausgebildet sein (Fig. 6). Solche Bei-' lagen 60 haben die gleiche Dicke wie die Zwischenscheiben 54 und sind endseitig an deren Kontur angepaßt. Hierdurch ergibt sich ebenfalls eine formschlüssige Mitnahme in Umfangsrichtung und eine Fliehkraftaufnahme.
Entsprechende Beilagen 70 können auch aus Elastomer-Folien her¬ gestellt werden, welche durch Faltung den Bereich freier Feder¬ länge zwischen zwei Einspannungen der Lamellen 45 - 48 umhüllen und durch einen Steg 71 miteinander verbunden sind (Fig. 7 und 8). Der Steg 71 übernimmt hierbei zusätzlich die Fliehkraftauf¬ nahme.
Eine Beilage 90 mit einer der Beilage 60 nach Fig. 6 entspre¬ chenden Kontur kann mit einem angehefteten, aufgeklebten oder verschweißten Paßstück 91 versehen sein, welches sich entlang der inneren Kontur der Lamellen 45 bis 48 abstützt (Fig. 9). Für die Aufrechterhaltung des gegenseitigen Abstands der Lamel¬ len 45 bis 48 im Bereich der freien Federlänge kann es ausrei¬ chend sein, wenn die Beilagen 60, 70 oder 90 sich nicht über die gesamte freie Federlänge erstrecken, sondern lediglich im Mittelabschnitt der freien Federlänge angeordnet sind. In die¬ sem Falle können die Beilagen eine einfachere Kontur aufweisen, beispielsweise aus rechteckigen Elastomerstreifen bestehen, die mit den Lamellen verbunden oder um diese entsprechend dem Quer¬ schnitt in Fig. 8 herumgeschlagen sind.
Ein ^usführungsbeispiel einer Beilage 110 nach Fig. 11 füllt nicht nur die Zwischenräume zwischen den Lamellen 45 bis 48 aus, sondern es erfüllt auch die Funktion der abstandsbildenden Zwischenscheiben im jeweiligen Einspannbereich, da die Beilage 110 deckungsgleich zu den Lamellen ausgebildet ist. Die Beilage 110 besteht aus dem gleichen Werkstoff wie die Zwischenscheiben 54 beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5. Bei der Verwendung dieser Beilage 110 sind die Lamellen 45 bis 48 also auf ihrer gesamten Fläche durch Zwischenscheiben 110 aus einem vom Lamellenwerkstoff unterschiedlichen, im Elastizitätsmodul niedrigeren Werkstoff voneinander getrennt.
Beim Ausführungsbeispiel einer Kupplung 120 nach Fig. 12 und 13 sind lamellierte Laschen 121 bis 128 als Übertragungsglieder zwischen den Kupplungshälften 129 und 130 angeordnet. Je zwei mit Abstand parallel zueinander verlaufende, deckungsgleiche Lamellen sind mit ihrem einen Ende dem Flansch 131 der Kupp¬ lungshälfte 129 und mit ihrem anderen Ende dem Flansch 132 der Kupplungshälfte 130 zugeordnet. Im Falle der in Fig. 12 und 13 oben dargestellten Einspannstelle sind dies die Enden der La¬ schen 121, 122, 123 und 124. In jedem Einspannbereich sind zwi¬ schen den Laschen dünne Zwischenscheiben 133 eingefügt (ge¬ schwärzte Querschnitte in Fig. 12). Derartige Zwischenscheiben 133 sind auch zwischen den jeweils außen liegenden Laschen und einer flanschseitigen Unterlegscheibe 134 und einer flanschab- gewandten Deckscheibe 135 angeordnet. Die Köpfe der jeweiligen Laschen, die Zwischenscheiben 133, die Unterlegscheibe 134 und die Deckscheibe 135 sind vom Schaft einer Paßschraube 136 durchdrungen und mit einer Mutter 137 am Flansch 131 der Kupp¬ lungshälfte 129 festgespannt. Entsprechend ist die Befestigung der Laschen an den übrigen Einspannbereichen der Kupplung 120 gestaltet.
Die Lamellen 121 bis 128 sowie die Zwischenscheiben 133 haben die gleiche Dicke und bestehen aus den gleichen Werkstoffen wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5. Aufgrund des im Elastizitätsmodul niedrigeren Werkstoffs der Zwischenschei¬ ben 133 gegenüber demjenigen der Lamellen 121 bis 128 wird bei der Kupplung 120 ebenfalls der Effekt der Reibkorrosionsminde- rung im Einspannbereich erzielt.. Außerdem ist der Zwischenraum der benachbarten Lamellen im Bereich ihrer freien Federlänge durch eine elastomere Beilage 138, 139 ausgefüllt (Fig. 12). Diese Beilage 138, 139 ist mit den benachbarten Lamellen ver¬ bunden und hat eine Dicke, welche derjenigen zweier Zwischen¬ scheiben 133 plus einer Lamelle entspricht. Damit werden die Lamellen 121 bis 128 bei gebeugter Kupplung 120 in parallelem Abstand gehalten.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 14 und 15 ist. ein Paket 140 lamellierter, deckungsgleicher Laschen 141 bis 152 als Übertragungsglieder für eine Wellenkupplung entsprechend der Ausführung nach Figuren 12 und 13 vorgesehen. Die in paral¬ lelen Ebenen verlaufenden, in entgegengesetzte Umfangsrichtun- gen weisenden Laschen 141 bis 152 überlappen sich im Einspann¬ bereich, d.h. sie sind dort unmittelbar gegeneinander abge¬ stützt. Die gleichmäßig über den Umfang des Pakets 140 verteil¬ ten Laschenlamellen 141 bis 152 sind im Einspannbereich mit je einer Bohrung 153 versehen zur Aufnahme einer nicht dargestell- ten Paßschraube für die Befestigung an der jeweiligen Kupp¬ lungshälfte entsprechend Figuren 12 und 13. Zwischen den blatt¬ federartig federnden Laschen 141 bis 152, welche aus einem Werkstoff entsprechend den Ringscheiben-Lamellen 45 bis 48 nach Figuren 4 und 5 bestehen, erstrecken sich Zwischenräume, die durch eine Beilage 154 bis 157 aus elastomerem Werkstoff ausge¬ füllt sind. Diese Beilagen 154 bis 157 sind in den Zwischenräu¬ men reibschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig positio¬ niert. Von den in sämtlichen Zwischenräumen des Laschenpakets 140 angeordneten Beilagen sind in Fig. 15 aufgrund der unter¬ brochen gezeichneten Laschen 146 und 151 die Beilagen 155 und 157 zwischen den Laschen 146 und 144 bzw. 151 und 149 sicht¬ bar. Als Werkstoff für die Beilagen 154 bis 157 kommen elasto- mere Kunststoffe und Kautschuk in Frage.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomere { 55 ) zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Lamellen (45 - 48) längs ihrer freien Länge durch Kle¬ ben od.dgl., z.B. Aufspritzen, mit einer der oder beiden benachbarten Lamellen verbunden sind.
4. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomere (60) zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Lamellen (45 - 48) längs ihrer freien Länge durch die Zwischenscheiben (54) im Einspannbereich positioniert sind,
5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomere (90) zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Lamellen (45 - 48) nicht nur durch die Zwischenschei¬ ben (54), sondern auch durch angeheftete, aufgeklebte oder verschweißte oder durch Faltung der Ela-stomere gehaltene Paßstücke (91) entlang .der inneren Kontur der Lamellen positioniert sind.
6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (45 - 48) einer Lasche oder einer Ringscheibe auf ihrer ganzen Fläche durch Zwischenscheiben (110) aus einem vom Lamellenwerkstoff unterschiedlichen.,, im Elastizitäts¬ modul niedrigeren, metallischen Werkstoff voneinander ge¬ trennt sind.
7. Drehsteife, elastisch beugefähige Kupplung zur gelenkarti¬ gen Verbindung von Wellen, bestehend aus zwei Kupplungs¬ hälften, die zur drehsteifen Drehmomentübertragung durch auf dem Umfang verteilte, im wesentlichen tangential ver¬ laufende, blattfederartig federnde Laschen (141 bis 152) miteinander verbunden sind, wobei die Laschen in paralle¬ len Ebenen angeordnet sind und mit ihren beiden Enden an je einem der Flansche der Kupplungshälften durch Schrau- benbolzen mit Hülsen, Paßschrauben od.dgl. befestigt sind und bei einem gleichbleibend zu übertragenden Drehmoment in einer Richtung auf Zug und in der anderen Richtung auf Druck beansprucht werden, wobei sich jeweils zug-übertra- gende und druck-übertragende, in entgegengesetzte Umfangs¬ richtung weisende Laschen im Einspannbereich wechselweise überlappen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Überlappung sich in der freien Länge der Laschen (141 bis 152) ergebenden Zwischenräume durch ein reibschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig positioniertes Elastomer (154 bis 157) ausgefüllt sind.

Claims

Patentansprüche
1. Drehsteife, elastisch beugefähige Kupplung (40) zur ge¬ lenkartigen Verbindung von Wellen, bestehend aus zwei Kupplungshälften (41, 43), die zur drehsteifen Drehmoment¬ übertragung durch gleichmäßig am Umfang verteilte, im we¬ sentlichen tangential verlaufende, blattfederartig federn¬ de Laschen oder Abschnitte von Ringscheiben (45 - 48) aus metallischem Werkstoff miteinander verbunden sind, wobei die Laschen oder die Ringscheiben in einzelne Lamellen aufgelöst sind, die im unbelasteten Zustand in parallelen Ebenen liegen und die als Laschenlamellen mit ihren beiden Enden an je einem der Flansche der Kupplungshälften unter Zwischenlage von Scheiben (54) durch Schraubenbolzen (50) mit Hülsen (49), Paßschrauben od.dgl. festgespannt sind und als Ringscheiben-Lamellen (45 - 48) abwechselnd an beiden Kupplungshälften (41, 43) in gleicher Weise be¬ festigt sind, so daß die Lamellen einer Lasche oder einer Ringscheibe im ungebeugten Gelenk längs ihrer freien Fe¬ derlänge voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Zwischenscheiben (54) im Einspannbereich aus einem vom Lamellenwerkstoff unterschiedlichen, im Elasti¬ zitätsmodul niedrigeren, metallischen Werkstoff bestehen.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Zwischenräume zwischen den Lamellen (45 - 48), die durch die im Einspannbereich angeordneten Scheiben (54) zwischen den Lamellen gebildet werden, durch ein Elastomer (55) ausgefüllt sind.
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