WO1990010801A1 - Biegeelastisches kupplungselement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Biegeelastisches kupplungselement und verfahren zu dessen herstellung Download PDF

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WO1990010801A1
WO1990010801A1 PCT/EP1990/000386 EP9000386W WO9010801A1 WO 1990010801 A1 WO1990010801 A1 WO 1990010801A1 EP 9000386 W EP9000386 W EP 9000386W WO 9010801 A1 WO9010801 A1 WO 9010801A1
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membrane
radially
diaphragm
disks
disk
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PCT/EP1990/000386
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Guenther Heidrich
Siegfried Müller
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Bhs-Bayerische Berg-, Hütten- Und Salzwerke Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/04—Electron-beam welding or cutting for welding annular seams
    • 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
    • F16D3/72—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 with axially-spaced attachments to the coupling parts

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a flexible coupling element which consists of two membrane disks connected to one another in their radially outer circumferential area and at least one connecting part welded to the radially inner circumference of one of these membrane disks.
  • Diaphragm couplings are suitable for torsionally rigid transmission of high torque at the same high speeds and fulfillment len a compensatory function in axial, radial and Winkelversat 'two coupled waves through elastic deformations.
  • Couplings of this type are already known (EP 0211 090 A and DE-GM 83 37 492.2), in which two flexible joint elements be formed by a double membrane.
  • the membranes of the double membrane are cohesively connected to one another at the outer edge area and to the adjacent components on the inner edge area by electron beam welding.
  • one which is provided for attachment to a shaft, has a flange.
  • the other part which serves to connect the two double membranes, is designed as a one-piece or centrally divided intermediate sleeve.
  • the component with a flange also has an integral peg extending into the intermediate sleeve. In the event of a violent break in the membrane, this pin prevents parts from being released from the coupling assembly.
  • connection between the membrane disk and the connecting part is based on the one hand on the welding of the contact surfaces and on the other hand on the mutual contact of the centering surfaces.
  • the stress curve with bending load is undefined.
  • the part of the connection part lying inside the membrane disc requires an additional mass which hardly contributes to the bending strength.
  • the invention has for its object to produce a flexible coupling element of the type mentioned so that the stress curve is cheaper and easier to master technically.
  • the connecting part and the associated a diaphragm disk in the weld joint area are designed with mutually opposed, opposite radially directed centering surfaces and with mutually opposed, oppositely axially directed contact surfaces in such a way that the two Parts, namely the connecting part and the associated membrane disc, can be put together in a centered and axially fixed relative position, the contact surfaces connecting radially outward to the centering surfaces and being accessible from the outside radially for electron beam welding that after being plugged together in the contact area of the contact surfaces, an electron beam weld or laser weld is produced from the radially outside, which radially inwards up to at least the centering surfaces, but preferably still further radially inwards Ending alb of the material of the respective part, and that at least the material of one or the other part lying radially inward of the centering surfaces
  • the centering and contact surfaces that come together during assembly can be provided by providing the connecting part with an annular recess that is open radially outward and axially toward the associated diaphragm disk and that forms the connecting part-side contact surface and the connecting part-side centering surface. which radially inward through -4-
  • annular projection which can be inserted into a bore of said membrane disc is limited, and that material is removed from the inside of the connecting part after welding via the radial height of the annular projection.
  • the two membrane disks can also be welded to one another in radially outer membrane areas by electron beam or laser welding, approximately as described in European laid-open specification 211 090.
  • a preferred method of production consists in producing the membrane disks on their radially outer circumference with a material thickness which facilitates the manufacture of the membrane disks, in particular on lathes, and after welding the membrane disks, the material thickness in the radially outer region of the membrane disks in a die mass which increases the bending softness there by material removal, in particular on a lathe. This facilitates the manufacture of the membrane disks and the welding.
  • the coupling element blank obtained by welding can then be easily clamped as a whole and subjected to material removal, which leads to its final shape and softness in bending.
  • the outer diameter of the membrane disk can be reduced and any protrusion of the radially outer weld seam with regard to balancing can be eliminated there.
  • transition of the respective outer circumferential surface of a membrane disk to the end face of the respective membrane disk remote from the respective other membrane disk is chamfered on at least one membrane disk. In this way, discontinuities in the stress curve in the event of bending loads can also be avoided at this point.
  • the two diaphragm disks be welded before the connection part is welded.
  • a bridging sleeve which incorporates the gap bridged between the two diaphragm disks and the inner circumference of the other diaphragm disk and / or the inner circumference of the connecting part associated with the latter is spaced opposite.
  • the procedure is to produce a coupling element with a connection part on each of the two membrane disks, each of these connection parts consisting of an axially directed connection sleeve and a connection flange directed radially outward at the end of the connection sleeve remote from the membrane disk, in particular Screw flange, exists ' .
  • the coupling element produced according to this procedure can be used in many different ways, namely in the most varied of shaft constructions between adjoining parts of a machine system.
  • connection elements is manufactured with the smallest possible flange spacing, which permits the installation of a nut on a screw bolt inserted axially towards the respective membrane disk, and that the other connection element is designed with a flange spacing from the associated membrane disk, which allows the insertion of a screw bolt in the axial direction from the annular space between the respective flange and the respective membrane disk.
  • connection hubs protrude axially from the coupling element let. If this principle is used for different diaphragm disk outer diameters, a set of coupling elements can be provided without a large stock overall, which delivers the correct coupling element for most possible application situations.
  • the invention further proposes a flexible coupling element which, in accordance with the prior art, consists of two membrane disks connected to one another in their radially outer circumferential area and at least one connecting part welded to the radially inner circumference of a membrane disk , whereby according to the invention it is ensured that radially inward facing circumferential surfaces of the connecting part and the associated membrane disk adjoin one another in the radially inner peripheral region.
  • the radially outward-facing circumferential surfaces of the connecting part and the associated diaphragm disk are also preferably flush with one another.
  • Such a flexible coupling element can be produced by the method according to the invention stated at the beginning. But you can also shape the respective membrane disk and the associated connecting part from the outset in such a way that the flush transitions result.
  • a filling compound in particular made of elastomeric material, be installed between the two membrane disks, at least in the radially outer peripheral region of the disk space enclosed between them.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section (half section) through a coupling element according to the invention, namely a standard element in the finished and installed state;
  • FIG. 2 shows the coupling element according to FIG. 1 during assembly
  • Figure 2a shows a detail of Figure 2 in an exploded view
  • FIG. 3 shows a detail from the outer membrane area of the coupling element
  • FIG. 4 shows a detail from the coupling element once in the unloaded and once in the loaded state
  • FIG. 5 shows a shaft arrangement with coupling elements according to the invention and shaft hubs arranged on the side;
  • FIG. 6 shows a shaft arrangement with coupling elements according to the invention and shaft hubs inserted into them (short design); -8th-
  • FIG. 7 shows a shaft arrangement using coupling elements according to the invention with the additional presence of axial play limiting means
  • FIG. 8 shows an embodiment corresponding to the short design according to FIG. 6 in the presence of axial play limiting means
  • FIG. 9 shows an embodiment similar to FIG. 5 when an emergency stop device is present
  • FIG. 10 shows an embodiment similar to FIG. 6 when an emergency stop device is present
  • Figure 11 one of the Figure 5 ⁇ nJ ⁇ ghe_ ⁇ s £ ü ru gsf rnt- ni - nnerer-- - additional storage;
  • FIG. 12 shows an embodiment following FIG. 6, each with two coupling elements in tandem design at both ends;
  • Figure 13 shows the embodiment of Figure 1 with radially rigid double membranes for the time of balancing
  • FIG. 14 shows a coupling element corresponding to FIG. 1 with an elastomer material in the interior of the double membrane
  • FIG. 15 shows a longitudinal section (half section) of a tensioning device for the external welding of the double membranes
  • FIG. 16 shows a tensioning device for the internal welding of the coupling elements
  • FIG. 17 shows a comparison of coupling elements of the same diameter with different inside diameters and different mounting of shaft hubs.
  • FIG 1 shows the standard element according to the invention in the installed condition.
  • This coupling element consists of membrane disks 1, 2 and connecting parts 3, 4.
  • the membrane disks 1, 2 and the connecting parts 3, 4 are connected at points 50, 51 and 52 by means of electron beam welding.
  • the connecting parts 3, 4 each consist of a thin-walled sleeve 3a or 4a with an enlarged flange 3b or 4b. The torque is transmitted to the flanges 3b and 4b by means of the screws 5, 6, which establish the connection to the connecting flanges of a shaft arrangement.
  • the distances A, B of the flanges 3b, 4b to the membrane disks 1, 2 are of different sizes and are minimized with regard to the screw and nut assembly.
  • the space M required for the nut assembly of the screw 5 determines the minimum distance A and for the screw mounting of the screw 6 the space S determines the minimum distance B.
  • the membrane disks 1, 2 are turned outside to the diameter D and provided with bevels 7, 8.
  • the connecting parts 3, 4 are also turned inside out to the diameter d of the same size, which is dependent on the transmissible torque and which corresponds to the inside diameter of the membrane disks 1, 2.
  • the flexible disk area la, 2a of the membrane disks 1, 2 is formed in each case from a flat end face 1b, 2b and an end face 1c, 2c, which tapers outwards.
  • the end faces 1b, 2b facilitate the manufacture of the membrane disks 1, 2 by using them as support faces in the manufacture of the thin-walled areas 1a, 2a.
  • FIG. 1 shows the state of the standard element during manufacture.
  • the reworked diameters D, d adhere to the original diameters D, d (FIG. 2) as follows:
  • FIG. 2a shows the radially inner area of the membrane disc 2 and the associated connection area of the connecting element 4.
  • An annular recess 4d is provided on the connecting element 4, which forms a contact surface 4c and a radially outward centering surface 4f.
  • the ring recess 4d is defined by an annular projection 4g.
  • a contact surface 2d and a radially inwardly directed centering surface 2e are attached to the membrane disc 2.
  • FIG. 2 also shows the test-compatible design of the welded connections 50, 51, 52 with regard to the ultrasonic test.
  • This method can be used to detect, in particular, internal welding defects, which is extremely important for such high-performance couplings. It can be seen how, using conventional test heads 50a, 51a, 52a, 100% irradiation of the welding cross sections is possible both before and after the finishing on the membrane disks and connecting parts. This ensures that the coupling element can also be checked for freedom from cracks during inspections after operating times.
  • Surface cracks can also be determined by the simpler dye penetration method. Because of the accessibility to the reworked inner surfaces of sleeves 3a and 4a and membrane disks 1 and 2, the two inner welds can also be checked from the inside for surface cracks.
  • FIG. 3 shows the design of the outer edge area of the membrane disks 1, 2 according to FIG. 1.
  • the minimization of the cross-section with regard to high structural strength and great radial elasticity takes place through a special geometry, namely the bevels 7, 8 on both sides, the parabolic transition ⁇ contours 9, 10 and the stepless transition from the centering diameter Z to the transition contour 9.
  • the centering collar dimensions M and N are minimized with a view to electron beam welding and centerability.
  • Transitional contours between the end faces 1b and 2b and the cylindrical outer peripheral surfaces are also provided in the root area of the membrane disks 1 and 2, which serve to eliminate notch effects. These transition contours can have a parabolic shape similar to that shown at 9 and 10. The following must also be added to the bevels 7 and 8: these bevels 7 and 8 could lead to falsifications of the results in the case of subsequent weld seam tests using the test head 50a. It is therefore provided according to a further embodiment that the inclined surface 8 is omitted and that the inclined surface 7 is made steeper, ie. H. encloses a smaller angle with a plane normal to the axis and opens into the surface 1b radially within the diameter Z.
  • FIG. 4 explains the effect of the radial elasticity of the radially inner and radially outer cross sections in the case of axial deformation.
  • the left picture shows a section of the double membrane in the unloaded state
  • the right picture shows the same section under pulling axial forces F.
  • the distance s increases by the spring travel f. Due to the resulting bulge, the stresses ⁇ r , 6 ⁇ , O (r means: radial, a means: axial, t indicates: tangential), whose directions of action are shown on a surface particle.
  • the inner and outer edge areas of the double membrane are radially elastic, the inner diameters can increase by ⁇ r and the outer diameters can decrease by ⁇ R, which reduces the membrane stresses to a very high degree.
  • Manufacturing process in particular through better workpiece clamping, less susceptibility to warping and vibration and easier attainment of a high surface quality.
  • FIG. 5 shows a shaft arrangement, formed from two coupling elements according to FIG. 1, an intermediate sleeve 12 and two hubs 13 flanged to the side of the respective parts 3.
  • a separate, ring-shaped insert 14 is arranged in each case, that one end extends with radial play into the respective part 3. This represents a safety measure that prevents individual components from being able to come loose from the coupling in the event of a violent break in the diaphragms.
  • the wavelength can be adapted to the respective installation situation via the intermediate sleeve 12.
  • the hubs 13 can have different designs. are performed so that all types of shaft / hub connections are possible. If it is not possible to adapt the hub flange 16 to the flange 3b of the connecting part 3, then an intermediate flange can be used for adjustment, the coupling elements being able to remain unchanged.
  • Figure 6 shows a short design of a shaft connection according to the invention.
  • the design of the coupling element according to FIG. 1 allows the shaft hub 13 to be arranged in the interior of the respective coupling element while the shaft diameter remains the same.
  • the hubs 13 arranged on the inside also fulfill the safety function of the insert 14 of FIG. 5 in the event of a membrane damage.
  • FIG. 7 shows a shaft half with coupling elements of the invention, which is capable of alternately transmitting external axial forces.
  • the membrane discs are not loaded by these axial forces.
  • the insert 14 has a flange 17 which engages in the area of an intermediate disk 18.
  • An axial force is transferred, for example, from the hub 13 via the parts 4 and 14 and via the flange 17 into the intermediate sleeve 12.
  • the flange 17 is arranged in an angularly movable manner with a small axial play in the space formed by the intermediate disk 18. The angular mobility of the double membrane is also retained in this type.
  • FIG. 8 shows a shaft connection with the same function as in FIG. 7, but in a short construction according to FIG. 6.
  • Flanges 19 are attached to the hubs 13 for the transmission of an axial force.
  • Two intermediate disks 20 provide space for the flanges 19. The arrangement of the intermediate disks 20 means that the machines and coupling elements can be easily installed and removed without any axial displacement.
  • FIG. 9 shows a shaft connection with coupling elements according to the invention, in which an "emergency stop" after a diaphragm rupture is provided as an additional function.
  • the insert 14 has a toothing 21 which engages in a toothing of an intermediate disk 22 with an enlarged flank s ⁇ ie-1.
  • the increased backlash normally prevents torque transmission through flank contact. In the event of damage, the torque is transmitted briefly via this pair of teeth.
  • FIG. 10 shows a shaft connection with the same function as in FIG. 9, but in a short construction according to FIG. 6.
  • the arrangement of two intermediate disks 23 in turn serves for the simple installation and removal of the machines, including the coupling halves, without axial displacement.
  • the toothed clutches 21 are arranged between the inserts 14 on the one hand and the washers 23 on the other hand, as shown and described in FIG. 9.
  • FIG. 11 shows a half shaft connection with coupling elements according to the invention, in which, in the case of long, heavy intermediate sleeves 12, the diaphragm disks are relieved of weight by means of angularly movable radial bearings 24 in the region of the center planes of the double diaphragms.
  • the intermediate sleeve 12 is supported by the radial bearings 24 and flanges 25 directly on the respective shaft hub 13 in terms of weight.
  • axial mobility between the inserts 14 and the radial bearings 24 is provided.
  • Figure 12 shows a shaft connection with coupling elements according to the invention, in which two coupling elements are arranged in tandem in a row to increase the axial elasticity.
  • the coupling element attached directly to the hub 13 can be arranged in an angularly rigid manner by radial support on the hub 13 without the increase in the axial elasticity being called into question.
  • Figure 13 shows a shaft connection with coupling elements according to the invention in the state during a complete balancing.
  • radial threaded holes are provided in the inserts 14 or in the opposite sleeves of the connection parts 3.
  • FIG. 14 shows a diaphragm coupling half consisting of two diaphragm disks 1, 2 and the connecting parts 3, 4 with more detailed details roughly corresponding to FIG. 1.
  • an elastomer material is vulcanized into the interior of the double diaphragm 1, 2 to form a rubber-metal connection. Elastomers are able to spring, dampen and insulate.
  • T he elastomeric material 60 may, therefore, the axial and angular stiffness of the double membrane 1, 2 and subsequently changed, which in turn influenced the natural frequency of the clutch be ⁇ . It is thus possible to lay resonance speeds in such a way that the operational safety of the overall system is not endangered.
  • the existing damping capacity of the elastomer material has a gentle effect on the connected units, especially in resonance areas. This increases the life of the entire system.
  • the size of the stiffness and damping can be varied by the degree of filling (mass of the installed elastomer material) and the Shore hardness of the elastomer material.
  • the mass and the moment of mass of the overall clutch are only slightly increased due to the low specific elastomer weight.
  • the insulation property that is also present also reduces the transmission of structure-borne noise and thus has a noise-reducing effect.
  • the vulcanization takes place with rotation and using modern binding systems. Depending on the type of elastomer material, its direct connection to the metal can be achieved, or suitable adhesives are previously applied to the metal. The initially liquid elastomer material is distributed in a centrifugal process by the rotation. The spinning must be maintained until the material is sufficiently hardened by the progressive vulcanization to maintain its distribution.
  • FIG. 15 shows a tensioning device for the outer weldings 50 to be advantageously carried out first on a plurality of double membranes 1, 2.
  • the necessary tensioning of the membranes 1, 2 takes place by means of identical, one-piece spacer rings 27, the two end disks 28, a tensioning bolt 29, a nut 30 and a spring washer 31.
  • the spring washer 31 elastically compensates for the axial shrinkage during the welding processes and thereby prevents welding errors by gaping at the welding joints.
  • FIG. 16 shows a tensioning device for the inner welds 51 on a plurality of coupling elements, which can again be constructed in accordance with FIG. 1.
  • the bracing of parts 1, 3 or. 2, 4 takes place here using a number of identical, segment-like spacer rings 30 between respectively associated membrane disks 1, 2.
  • the spacer rings 30 can be easily removed after welding by slightly stretching the double membrane.
  • the number of double membranes (FIG. 15) or coupling elements (FIG. 16) to be arranged simultaneously in the tensioning device depends on the dimensions . _d_e.r_Z ir_ exf.üg'ung-. standing welding machine chamber. With more than two hitch be learned, the two connecting parts 4 are screwed and centered by means of the screws 5 (FIG. 1).
  • FIG. 17 two coupling elements 1, 2, 3, 4 and 1 ', 2 1 , 3', 4 1 with connecting flanges 3b, 4b and 3 'b, 4' b can be seen side by side.
  • a hub 70 is installed in the left figure.
  • a hub 70 ' is attached in the right figure. This is made possible by different inner diameters.
  • the outside diameters of the membrane disks can be the same size.
  • the flange diameters G are the same.
  • the flange diameters G un differ.
  • the axial distances of the flanges 3b and 4b, which are denoted by AB are again as in FIG. 1.
  • the axial flange distances C are the same.
  • the special feature of the invention is, among other things, that comprehensive optimization is achieved by means of a simple and uniform standard coupling element. It can be used in many ways without changes be set. The transmission systems to be obtained in this way meet the high technical requirements to an extent not previously achieved.
  • the coupling elements according to the invention require no maintenance and permit inspections at large time intervals.
  • the size of the standard coupling element and the arrangement of flanges on both sides with minimized, unequal distances to the double membrane enable the universal use of the coupling element within a series system as well as the large number of design variants.
  • the standard coupling element can be used unchanged for grown shaft flanges, for shaft hubs that are arranged on the side or inside the coupling element, for shaft hubs with all types of shaft / hub connections and for intermediate shafts with different functions and dimensions.
  • the insert 14 additionally fulfills a safety function by preventing the parts arranged between the two double membranes from becoming loose in the event of a membrane damage. Due to the relatively small diameter of the inserts 14, the coupling mass is increased only slightly.
  • the standardization of the standard coupling element also drastically reduces the manufacturing costs: it is possible to prefabricate the coupling element in various, torque-dependent sizes and to store it in the finished state.
  • the welding according to FIGS. 15 and 16 can be carried out on several elements simultaneously.
  • the set-up costs and the costs for evacuating the welding chamber and for the heat treatment after welding in the vacuum furnace are reduced in accordance with the number of elements to be provided at the same time.
  • the stock also considerably reduces the delivery time for such couplings, which is very important, especially in coupling construction.
  • the standard coupling element allows particularly large axial and angular deformations. This important advantage is achieved through the use of the double membrane. Compared to single-diaphragm, the possible deformations are doubled and the spring stiffness is reduced - in half.
  • the thin-walled design of the inner and outer edge area also increases the elastic membrane surface in between. This leads to even greater deformability and even lower spring stiffness.
  • the standard coupling element allows the welded connection to be checked in a simple manner even after operating times by means of the known non-destructive test methods.
  • the standard coupling element permits complete balancing of the assembled shaft section in accordance with FIG. 13.
  • the balancing can be further improved by rigidly setting the double diaphragms during the balancing process.
  • the coupling state generated by tensioning corresponds to the state of the installed coupling with Nu11 alignment of the shafts. This measure ensures the best running precision and allows the highest speeds as a particularly important advantage of this clutch construction.
  • a change in the stiffness and the frequency can also be achieved subsequently by means of an elastomer material inside the standard coupling element. Filling the double membrane requires access from the inside. The detachable connection of the insert 14 makes this possible. Elastomers also dampen and dampen vibrations and sound.
  • the design variants shown represent only a selection of the most common types.
  • the standard coupling element which does not change, can be used to create a number of other designs, such as:

Landscapes

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Abstract

Es wird ein biegeelastisches Kupplungselement vorgeschlagen, bestehend aus zwei in ihrem radial äußeren Umfangsbereich miteinander verbundenen Membranscheiben und mindestens einem an dem radial inneren Umfang einer dieser Membranscheiben angeschweißten Anschlußteil. Dabei sind die im radial inneren Umfangsbereich radial einwärts gerichteten Umfangsflächen des Anschlußteils und der zugehörigen Membranscheibe bündig. Der Zwischenraum zwischen den Membranscheiben kann mit Elastomermasse gefüllt sein. Bei der Herstellung eines Kupplungselementes steckt man die Membranscheiben und mindestens ein Anschlußteil zunächst zusammen und trägt dann die die Steckflächen bildenden Materialbereiche nachträglich ab.

Description

Biegeelastisches Kupplungselement und Verfahren zu dessen
Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines biege elastischen Kupplungselements, welches aus zwei in ihrem radial äußeren Umfangsbereich miteinander verbundenen Membranscheiben und mindestens einem an den radial inneren Umfang einer dieser Membranscheiben angeschweißten Anschlußteil besteht.
Membrankupplungen eignen sich für die drehstarre Übertragung hoher Drehmomente bei gleichzeitig höchsten Drehzahlen und erfül len eine Ausgleichsfunktion bei Axial-, Radial- und Winkelversat 'zweier gekuppelter Wellen durch elastische Deformationen.
Die besten Voraussetzungen für eine Optimierung solcher Hochlei¬ stungs-Kupplungen unter den Randbedingungen des Leichtbaus und erhöhter Sicherheitsanforderungen bietet die Membrananordnung mi völlig rotations- und axialsymmetrischem Aufbau sowie Stoffschlü siger Verbindung der einzelnen Bauteile durch Elektronenstrahl- schweißung.
In dieser Bauart sind bereits Kupplungen bekannt (EP 0211 090 A und DE-GM 83 37 492.2), bei denen zwei flexible Gelenkelemente durch je eine Doppelmembran gebildet werden. Die Membranen der Doppelmembran sind am äußeren Randbereich miteinander und am inneren Randbereich mit den angrenzenden Bauteilen durch Elektro- nenstrahlschweißung stoffschlüssig verbunden. Von den angrenzen¬ den Bauteilen besitzt das eine, für den Anbau an eine Welle vorge¬ sehene, einen Flansch. Das andere, der Verbindung der beiden Doppelmembranen dienende Teil, ist als einstückige oder mittig geteilte Zwischenhülse ausgebildet. Das Bauteil mit Flansch hat außerdem einen angewachsenen, in die Zwischenhülse hineinreichen¬ den Zapfen. Dieser Zapfen verhindert bei einem Gewaltbruch der Membran, daß sich Teile aus dem Kupplungsverband lösen können.
Bei den bekannten Membrankup lungen erfolgt der Zusammenbau einer Membranscheibe mit einem Anschlußteil durch Zusammenstecken. Zum Zwecke des Zusammensteckens ist an einem Anschlußteil eine nach radial außen und zur jeweiligen Membran hin offene Ringausnehmung gebildet. Diese Ringausnehmung ist geometrisch begrenzt durch eine radial auswärts weisende Zentrierfläche und eine zur Mem¬ branscheibe hin weisende Kontaktfläche. An der Membranscheibe ist andererseits eine radial einwärts weisende Zentrierfläche und eine zu der Kontakfläche des Anschlußteils hin weisende Gegenkon- taktflache angeordnet. Nach dem Zusammenschweißen im Bereich der Kontakt- bzw. Gegenkon aktfläche verbleibt der radial innerste Bereich des Anschlußteils innerhalb der zugehörigen Membranschei¬ be. Damit beruht die Verbindung zwischen der Membranscheibe und dem Anschlußteil zum einen auf der Verschweißung der Kontaktflä¬ chen, zum anderen auf der gegenseitigen Anlage der Zentrierflä¬ chen. Der Spannungsverlauf bei Biegebelastung ist Undefiniert. Der innerhalb der Membranscheibe liegende Teil des Anschlußteils bedingt eine zusätzliche Masse, die kaum zur Biegefestigkeit beiträgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein biegeelastisches Kupplungselement der eingangs bezeichneten Art so herzustellen, daß der Spannungsverlauf günstiger und technisch leichter zu beherrschen wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß man das Anschlußteil und die zugehörige eine Membranscheibe im Schweißstoßbereich mit zur gegenseitigen Anlage bestimmten, entge gengesetzt radial gerichteten Zentrierflächen und mit zur gegen¬ seitigen Anlage bestimmten, entgegengesetzt axial gerichteten Kon taktflächen ausbildet derart, daß die beiden Teile, nämlich das Anschlußteil und die zugehörige eine Membranscheibe, in eine zen¬ trierte und axial festgelegte Relativlage zusammengesteckt werden können, wobei die Kontaktflächen radial auswärts an die Zentrier¬ flächen anschließen und von radial außen her für eine Elektronen- strahlschweißung zugänglich sind, daß man nach dem Zusammenstecke im Kontaktbereich der Kontaktflächen von radial außen her eine Elektronenstrahlschweißnaht oder Laserschweißnaht erzeugt, welche sich radial einwärts bis mindestens zu den Zentrierflächen, vor¬ zugsweise jedoch noch weiter radial einwärts innerhalb des Ma¬ terials des jeweiligen Teils endend, erstreckt und daß man an¬ schließend mindestens das radial einwärts der Zentrierflächen liegende Material des einen bzw. anderen Teils abträgt.
Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise erreicht man, daß die im radial inneren Umfangsbereich gelegenen, radial einwärts ge¬ richteten Umfangsflachen des Anschlußteils und der zugehörigen Membranscheibe bündig aneinander anschließen. Damit erhält man ein guasimonolithisches Kupplungselernent mit günstiger und rech¬ nerisch leicht zu erfassender Spannungsverteilung am Übergang zwischen der jeweiligen Membranscheibe und dem zugehörigen An¬ schlußteil. In der Verbindung zwischen dieser Membranscheibe und dem Anschlußteil tritt keine sprunghafte Änderung der Spannungs¬ verhältnisse bei Biege - bzw. Torsionsbelastungen ein.
Die Bereitstellung der bei der Montage zusammentretenden Zen¬ trier- und Kontaktflächen kann in der Weise geschehen, daß man das Anschlußteil mit einer nach radial auswärts und axial zu der zugehörigen Membranscheibe hin offenen, die anschlußteilseitige Kontaktfläche und die anschlußteilseitige Zentrierfläche bilden¬ den Ringausnehmung versieht, welche nach radial einwärts durch -4-
einen in eine Bohrung der genannten Membranscheibe einsteckbaren Ringvorsprung begrenzt ist, und daß man von dem Anschlußteil nach dem Schweißen über die radiale Höhe des Ringvorsprungs von innen Material abträgt.
Die beiden Membranscheiben können auch in radial äußeren Membran¬ bereichen miteinander durch Elektronenstrahl- oder Laserschweißun miteinander verschweißt werden, etwa so, wie in der europäischen Offenlegungsschrift 211 090 beschrieben.
Eine bevorzugte HerstellungsVeise besteht darin, daß man die Mem¬ branscheiben an ihrem radial äußeren Umfang mit einer die Her¬ stellung der Membranscheiben insbesondere auf Drehmaschinen er¬ leichternden Materialstärke herstellt und nach dem Verschweißen der Membranscheiben die Materialstärke im radial äußeren Bereich der Membranscheiben in einem die dortige Biegeweichheit ver¬ größernden Masse durch Materialabtragung, insbesondere auf einer Drehmaschine, reduziert. Man erleichtert auf diese Weise zum einen die Herstellung der Membranscheiben und das Verschweißen. Der durch das Verschweißen gewonnene Kupplungselementrohling kann dann als ganzer leicht eingespannt und der Materialabtragung unterworfen werden, die zu seiner endgültigen Form und Biege¬ weichheit führt. Dabei kann man den Außendurchmesser der Membran¬ scheibe reduzieren und dort einen etwaigen Überstand der radial äußeren Schweißnaht im Hinblick auf Auswuchtung beseitigen. Weiter ist es möglich, daß man den Übergang der jeweiligen Außen- umfangsflache einer Membranscheibe zu der von der jeweils anderen Membranscheibe abgelegenen Stirnfläche der jeweiligen Membran¬ scheibe an mindestens einer Membranscheibe abschrägt. Auf diese Weise können auch an dieser Stelle Unstetigkeiten des Spannungs¬ verlaufs bei Biegebelastungen vermieden werden.
Aus einspannungstechnischen Gründen empfiehlt es sich, daß man eine Verschweißung der beiden Membranscheiben vornimmt, bevor die Verschweißung mit dem Anschlußteil erfolgt. Um nach dem Verschweißen der Membranscheiben einen hohen Kontakt¬ druck zwischen den Kontaktflächen zu erhalten, wenn man das bzw. die Anschlußteile anschweißt, wird vorgeschlagen, daß man die Verschweißung der jeweils einen Membranscheibe mit dem zugehöri¬ gen Anschlußteil und insbesondere die Verschweißung der beiden Membranscheiben mit jeweils einem Anschlußteil unter Anpressung des jeweiligen Anschlußteils an die jeweilige Membranscheibe vor¬ nimmt, während man die beiden Membranscheiben an ihrem radial inneren Umfang gegeneinander durch Distanzstücke abstützt, und daß man diese Distanzstücke nach dem Anschweißen des Anschlußteil bzw. der Anschlußteile entnimmt.
Um in dem Bereich des Kupplungselements eine Fluchtsicherung und/ oder ein Zusatzlager und/oder eine Radial-Begrenzung und/oder_eine
Axialbegrenzung zu schaffen, kann man so vorgehen, daß man nach dem Verbinden der Membranscheiben an ihrem radial äußeren Umfang und nach dem Anschließen eines Anschlußteils an mindestens eine der Membranscheiben in die eine Membranscheibe und/oder in deren zugehörigen Anschlußteil eine Überbrückungshülse einbaut, welche den Spalt zwischen den beiden Membranscheiben überbrückt und dem Innenumfang der anderen Membranscheibe und/oder dem Innenumfang des dieser letzteren zugehörigen Anschlußteils mit Abstand gegen¬ überliegt.
Nach einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens geht man in der Weise vor, daß man ein Kupplungselement mit je einem An¬ schlußteil an beiden Membranscheiben herstellt, wobei jedes dieser Anschlußteile aus einer axial gerichteten Anschlußhülse und einem am membranscheibenfernen Ende der Anschlußhülse radial auswärts gerichteten Anschlußflansch, insbesondere Verschrau- bungsflansch, besteht'. Das nach dieser Verfahrensweise hergestell te Kupplungselement ist vielseitig verwendbar, und zwar bei den verschiedensten Wellenkonstruktionen zwischen aneinander an¬ schließenden Teilen einer Maschinenanlage.
Die vielseitige Verwendbarkeit kann noch dadurch erhöht werden, daß man von den beiden Anschlußelementen das eine Anschlußelement mit kleinstmöglichem Flanschabstand herstellt, der den Einbau einer Mutter auf einem zu der jeweiligen Membranscheibe hin axial eingeführten Schraubbolzen gestattet, und daß man das andere An¬ schlußelement mit einem Flansσhabstand von der zugehörigen Mem¬ branscheibe ausführt, welcher das Einsetzen eines Schraubbolzens in axialer Richtung von dem Ringraum zwischen dem jeweiligen Flansch und der jeweiligen Membranscheibe her gestattet.
Wenn man unter Zugrundelegung gleichen Membransc eibenaußendurch- messers Kupplungselemente mit unterschiedlichem Membranscheiben¬ innendurchmesser herstellt, so hat man die Möglichkeit, bei der Ausführungsform mit größerem Membranscheibendurchmesser etwaige Anschlußnaben innerhalb des Kupplungselements aufzunehmen und bei der Ausführungsform mit kleinerem Membranscheibeninnerdurchmesser die Anschlußnaben von dem Kupplungselement axial abstehen zu las¬ sen. Wendet man dieses Prinzip für verschiedene Membranscheiben- außendurchmesser an, so kann man ohne insgesamt große Lagerhal¬ tung einen Satz von Kupplungselementen bereitstellen, der für die meisten in Frage kommenden Einsatzsituationen jeweils das richti¬ ge Kupplungselement liefert.
Unabhängig von der Herstellungsweise schlägt die Erfindung weiter ein biegeelastisches Kupplungselement vor, welches in Überein¬ stimmung mit dem Stand der Technik aus zwei in ihrem radial äuße¬ ren Umfangsbereich miteinander verbundenen Membranscheiben und mindestens einem an dem radial inneren Umfang einer Membranschei¬ be angeschweißten Anschlußteil besteht, wobei erfindungsgemäß dafür gesorgt ist, daß im radial inneren Umfangsbereich gelegene, radial einwärts gerichtete Umfangsflächen des Anschlußteils und der zugehörigen Membranscheibe bündig aneinander anschließen. Be¬ vorzugt schließen dabei im radial inneren Umfangsbereich auch die radial auswärts gerichteten Umfangsfl chen des Anschlußteils und der zugehörigen Membranscheibe bündig aneinander an. Man kann ein solches biegeelastisches Kupplungselement nach dem eingangs ange¬ gebenen erfindungsgemäßen Verfahren herstellen. Man kann aber auch die jeweilige Membranscheibe und das zugehörige Anschlußteil von vornherein so ausformen, daß sich die bündigen Übergänge er¬ geben.
Gerade dann, wenn man die Kupplungselemente als Normteile für den Aufbau unterschiedlicher Wellenverbindungen bereitstellen will, ergibt sich gelegentlich das Problem, daß man die Steifigkeit und/oder die Eigenfrequenz und/oder das Dämpfungsverhalten des Kupplungselernents für den jeweiligen Einsatzzweck anpassen will. Hierzu wird vorgeschlagen, daß zwischen den beiden Membranschei¬ ben zumindest in dem radial äußeren Umfangsbereich des zwischen ihnen eingeschlossenen Scheibenraums eine Füllmasse, insbesonder aus elastomere Werkstoff, eingebaut ist.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Aus¬ führungsbeispielen. Es stellen dar:
Figur 1 einen Längsschnitt (Halbschnitt) durch ein erfindungsge¬ mäßes Kupplungselement, nämlich ein Standardelement im fertigen und eingebauten Zustand;
Figur 2 das Kupplungselement gemäß Figur 1 beim Zusammenbau;
Figur 2a ein Detail zu Figur 2 in Explosionsdarstellung;
Figur 3 einen Ausschnitt aus dem äußeren Membranbereich des Kupp¬ lungselements;
Figur 4 einen Ausschnitt aus dem Kupplungselement einmal im unbe¬ lasteten und einmal im belasteten Zustand;
Figur 5 eine Wellenanordnung mit erfindungsgemäßen Kupplungsele¬ menten und seitlich angeordneten Wellennaben;
Figur 6 eine Wellenanordnung mit erfindungsgemäßen Kupplungsele¬ menten und in diese eingesteckten Wellennaben (Kurzbauart) ; -8-
Figur 7 eine Wellenanordnung unter Verwendung erfindungsgemäßer Kupplungselemente bei zusätzlichem Vorhandensein axialer Spiel¬ begrenzungsmittel;
Figur 8 eine der Kurzbauform gemäß Figur 6 entsprechende Aus¬ führungsform bei Vorhandensein axialer Spielbegrenzungsmittel;
Figur 9 eine der Figur 5 ähnliche Ausführungsform bei Vorhanden¬ sein einer Notauslauf-Vorrichtung;
Figur 10 eine der Figur 6 ähnliche Ausführungsform bei Vorhanden¬ sein einer Notauslauf-Vorrichtung;
Figur 11 eine der_ Figur 5_^nJ^ghe_ ιs£ü ru gsf rnt- n-i — nnerer-- - Zusatzlagerung;
Figur 12 eine an Figur 6 anschließende Ausführungsform mit je¬ weils zwei Kupplungselementen in Tandembauart an beiden Enden;
Figur 13 die Ausführungsform nach Figur 1 mit radial starren Doppelmembranen für die Zeit der Auswuchtung;
Figur 14 ein Kupplungselement entsprechend Figur 1 mit Elastomer- Werkstoff im Innern der Doppelmembran;
Figur 15 einen Längsschnitt (Halbschnitt) einer Spannvorrichtung für die Außenschweißung der Doppelmembranen;
Figur 16 eine Spannvorrichtung für die Innenschweißung der Kupp¬ lungselemente;
Figur 17 eine Gegenüberstellung von außendurchmessergleichen Kupplungselementen mit unterschiedlichem Innendurchmesser und un¬ terschiedlichem Anbau von Wellennaben.
Die Figur 1 zeigt das Standardelement gemäß der Erfindung im fer- tig eingebauten Zustand.
Dieses Kupplungselement besteht aus Membranscheiben 1, 2 und An¬ schlußteilen 3, 4. Die Membranscheiben 1, 2 und die Anschlußteile 3, 4 sind an den Stellen 50, 51 und 52 mittels Elektronenstrahl- schweißung verbunden. Die Anschlußteile 3, 4 bestehen aus jeweils einer dünnwandigen Hülse 3a bzw. 4a mit angewachsenem Flansch 3b bzw. 4b. Die Drehmomentübertragung erfolgt an den Flanschen 3b bzw. 4b mittels der Schrauben 5, 6, welche die Verbindung zu An¬ schlußflanschen einer Wellenanordnung herstellen.
Die Abstände A, B der Flansche 3b, 4b zu den Membranscheiben 1, 2 sind unterschiedlich groß und mit Rücksicht auf die Schrauben- und Muttermontage minimiert. So bestimmt der für die Muttermonta¬ ge der Schraube 5 erforderliche Zwischenraum M den Minimalabstand A und für die Schraubenmontage der Schraube 6 der Zwischenraum S den Minimalabstand B.
Die Membranscheiben 1, 2 sind nach dem Elektronenstrahlschweißen außen auf den Durchmesser D abgedreht und mit Abschrägungen 7, 8 versehen.
Des weiteren sind die Anschlußteile 3, 4 ebenfalls nach dem Elektronenstrahlschweißen innen auf die vom übertragbaren Drehmo¬ ment abhängigen, gleich großen Durchmesser d ausgedreht, die dem Innendurchmesser der Membranscheiben 1, 2 entsprechen.
Der flexible Scheibenbereich la, 2a der Membranscheiben 1, 2 wird gebildet aus jeweils einer planen Stirnfläche lb, 2b und einer nach außen hin konisch verlaufenden Stirnfläche 1c, 2c. Die Stirnflächen lb, 2b erleichtern die Herstellung der Membranschei¬ ben 1, 2, indem diese als Stützflächen beim Herstellen der dünn¬ wandigen Bereiche la, 2a verwendet werden.
Die Figur 2 zeigt den Zustand des Standardelementes während der Herstellung. Die nachgearbeiteten Durchmesser D, d (Figur 1) ver- halten sich zu den ursprünglichen Durchmessern D , d (Figur 2) wie folgt:
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In Figur 2a erkennt man den radial inneren Bereich der Membran- scheibe 2 und den zugehörigen Anschlußbereich des Anschlußele¬ ments 4. An dem Anschlußelement 4 ist eine Ringausnehmung 4d an¬ gebracht, welche eine Kontaktfläche 4c und eine radial auswärts gerichtete Zentrierfläche 4f bildet. Die Ringausnehmung 4d ist durch einen Ringvorsprung 4g definiert. An der Membranscheibe 2 ist eine Kontaktfläche 2d und eine radial einwärts gerichtete Zentrierfläche 2e angebracht. Beim Zusammenbau der Einheit gemäß Figur 2 werden zunächst die Membranscheiben 1 und 2 zusammenge¬ setzt und bei 50 miteinander verschweißt. Dann werden die An¬ schlußteile 3 und 4 angesetzt, so daß die Kontaktflächen 2d und 4 ein gegenseitige Anlage kommen und auch die Zentrierflächen 4f und 2e in gegenseitige Anlage kommen. Dann werden die Schwei߬ nähte bei 51 und 52 gebildet. Schließlich wird das so gebildete Rohkupplungselement nachgedreht, indem der Innendurchmesser auf das Maß d (Figur 1) ausgedreht wird und indem weiter am Außen¬ durchmesser vom Maß D auf das Maß D abgedreht wird und gleich¬ zeitig die Schrägflächen 7, 8 angedreht werden. Weiter zeigt die Figur 2 die prüfgerechte Gestaltung der Schweißverbindungen 50, 51, 52 bezüglich der Ultraschallprüfung. Durch dieses Verfahren können insbesondere innere Schweißfehler nachgewiesen werden, was für derartige Hochleistungskupplungen von größter Bedeutung ist. Man erkennt, wie mittels üblicher Prüfkδpfe 50a, 51a, 52a eine lOOprozentige Durchstrahlung der Schweißquerschnitte sowohl vor als auch nach der Endbearbeitung an den Membranscheiben und An¬ schlußteilen möglich ist. Damit ist gewährleistet, daß das Kupp¬ lungselement auch bei Inspektionen nach Betriebszeiten auf Ri߬ freiheit geprüft werden kann.
Oberflächenrisse können auch durch das einfachere Farbeindring¬ verfahren festgestellt werden. Durch die Zugänglichkeit zu den nachgearbeiteten Innenflächen der Hülsen 3a und 4a und Membran¬ scheiben 1 und 2 können die beiden inneren Schweißungen auch von innen aus auf Oberflächenrisse geprüft werden.
Die Figur 3 zeigt die Ausbildung des äußeren Randbereiches der Membranscheiben 1, 2 nach Figur 1. Die Minimierung des Quer¬ schnittes in bezug auf hohe Gestaltfestigkeit und große radiale Elastizität erfolgt durch eine besondere Geometrie, nämlich die beidseitigen Abschrägungen 7, 8, die parabelförmigen Übergangs¬ konturen 9, 10 und den stufenlosen Übergang vom Zentrierdurch¬ messer Z in die Übergangskontur 9. Die Zentrierbundmaße M und N sind mit Rücksicht auf die Elektronenstrahlschweißung und die Zentrierbarkeit minimiert.
Auch im Wurzelbereich der Membranscheiben 1 und 2 sind Übergangs¬ konturen zwischen den Stirnflächen lb und 2b und den zylindri¬ schen Außenumfangsflächen vorgesehen, die der Ausschaltung von Kerbwirkungen dienen. Diese Übergangskonturen können ähnlich pa¬ rabolisch geformt sein, wie bei 9 und 10 dargestellt. Zu den Ab¬ schrägungen 7 und 8 ist noch folgendes nachzutragen: Diese Ab¬ schrägungen 7 und 8 könnten bei nachträglichen Schweißnahtprüfun¬ gen mittels des Prüfköpfes 50a zu Ergebnisverfälschungen führen. Es wird deshalb nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, daß die Schrägfläche 8 entfällt und daß die Schrägfläche 7 stei¬ ler gestaltet ist, d. h. mit einer achsnormalen Ebene einen klei¬ neren Winkel einschließt und in die Fläche lb radial innerhalb des Durchmessers Z einmündet.
Die Figur 4 erklärt die Wirkung der radialen Elastizität der radial inneren und radial äußeren Querschnitte bei axialer Ver¬ formung. Das linke Bild zeigt einen Ausschnitt aus der Doppelmem¬ bran im unbelasteten Zustand, das rechte Bild den gleichen Aus¬ schnitt unter ziehend angreifenden Axialkräften F . Der Abstand s vergrößert sich um den Federweg f. Durch die dabei entstehende Auswölbung bilden sich in der elastischen Membranfläche die Span¬ nungen υr, 6α, O (r bedeutet: radial, a bedeutet: axial, t be- deutet: tangential) , deren Wirkungsrichtungen an einem Flächen¬ teilchen dargestellt sind. Sind nun die inneren und äußeren Rand¬ bereiche der Doppelmembran radial elastisch, so können sich die inneren Durchmesser umΔr vergrößern und die äußeren Durchmesser um ΔR verkleinern, was in einem sehr hohen Maße die Membranspan¬ nungen reduziert. Die große Wirkung dieser Maßnahmen wurde mehrfach anhand von Spannungsmessungen mittels Dehnmeßstreifen nachgewiesen. Der gleiche Effekt tritt auch auf, wenn die Membra¬ nen Verformungen durch Winkelauslenkung bei Radial- und Winkel¬ versatz der Wellen ausgesetzt sind. Die Herstellung der endgülti¬ gen Kontur der radial inneren und radial äußeren Randbereiche erst nach dem Schweißen ergibt zudem Vorteile bei dem Anfertigen der dünnwandigen Flächenbereiche la und 2a. Die vor dem Schweißen vorhandenen massiven Randbereiche erleichtern nämlich„diesen
Fertigungsprozeß insbesondere durch bessere Werkstückeinspannung, geringere Verzugs- und Vibrationsanfälligkeit und leichteres Er¬ reichen einer hohen Oberflächengüte.
Die Figur 5 zeigt eine Wellenanordnung, gebildet aus zwei Kupp¬ lungselementen nach Figur 1, einer Zwischenhülse 12 und zwei seitlich an die jeweiligen Teile 3 angeflanschten Naben 13. Im Inneren der Anschlußteile 4 ist jeweils ein separater, ringför¬ miger Einsatz 14 so angeordnet, daß sein eines Ende mit radialem Spiel in das jeweilige Teil 3 hineinreicht. Dies stellt eine Sicherheitsmaßnahme dar, die verhindert, daß bei einem evtl. Ge- waltbruch der Membranen einzelne Bauteile aus der Kupplung sich lösen können. Über die Zwischenhülse 12 kann die Wellenlänge an die jeweilige Einbausituation angepaßt werden. Um die beiden Kupplungselemente einschließlich der Zwischenhülse 12 im montier¬ ten Zustand ein- oder ausbauen zu können, ist es für diese Arbeit zeitweise notwendig, die Wellenlängs um die Länge der beiden Zen¬ trierbunde 15 zu verkleinern. Die Doppelmembranen ermöglichen diese Verkleinerung, indem unter Zuhilfenahme einfacher Mittel die beiden Membranscheiben jeweils zusammengedrückt werden.
Bis auf den Flansch 16 können die Naben 13 unterschiedlich ausge- führt werden, so daß alle vorkommenden Arten von Welle/Nabe-Ver¬ bindungen möglich sind. Sollte es nicht möglich sein, den Naben¬ flansch 16 an den Flansch 3b des Anschlußteils 3 anzupassen, dann kann mit Hilfe eines Zwischenflansches eine Angleichung vorge¬ nommen werden, wobei die Kupplungselemente unverändert bleiben können.
Die Figur 6 zeigt eine Kurzbauart einer Wellenverbindung nach der Erfindung. Die Auslegung des Kupplungselements nach Figur 1 er¬ laubt es, die Wellennabe 13 bei gleichbleibendem Wellendurchmes¬ ser auch im Innern des jeweiligen Kupplungselements anzuordnen. Die innen angeordneten Naben 13 erfüllen zugleich auch die Sicherheitsfunktion des Einsatzes 14 der Figur 5 im Falle eines Membranschadens.
Durch die lösbare Verbindung der beiden Kupplungselemente an den Flanschen ist es möglich, die gekuppelten Maschinen einzeln aus¬ zubauen, ohne sie axial verschieben zu müssen.
Die Figur 7 zeigt eine Wellenhälfte mit Kupplungselementen der Erfindung, die in der Lage ist, äußere Axialkräfte wechselweise zu übertragen. Die Membranscheiben werden dabei durch diese Axialkräfte nicht belastet.
Der Einsatz 14 besitzt für diese Funktion einen Flansch 17, der im Bereich einer Zwischenscheibe 18 eingreift. Die Überleitung einer Axialkraft erfolgt beispielsweise von der Nabe 13 über die Teile 4 und 14 sowie über den Flansch 17 in die Zwischenhülse 12. Der Flansch 17 ist winkelbeweglich mit kleinem axialem Spiel in dem durch die Zwischenscheibe 18 gebildeten Raum angeordnet. Die Winkelbeweglichkeit der Doppelmembran bleibt auch bei dieser Bau¬ art erhalten.
Die Figur 8 zeigt eine Wellenverbindung mit gleicher Funktion wie in Figur 7, jedoch in Kurzbauweise gemäß Figur 6. Für die Über¬ tragung einer Axialkraft sind Flansche 19 an den Naben 13 be- festigt. Zwei Zwischenscheiben 20 ergeben einen Raum für die Flansche 19. Durch die Anordnung der Zwischenscheiben 20 bleibt der leichte Ein- und Ausbau der Maschinen samt Kupplungselementen ohne axiale Verschiebung erhalten.
Die Figur 9 zeigt eine Wellenverbindung mit Kupplungselernenten nach der Erfindung, bei der als zusätzliche Funktion ein "Notaus¬ lauf" nach Membranbruch vorgesehen ist. Zu diesem Zweck besitzt der: Einsatz 14 eine Verzahnung 21, die mit vergrößertem Flanken- sρie-1 in eine Verzahnung einer Zwischenscheibe 22 eingreift. Das vergrößerte Flankenspiel verhindert im Normalfall die Drehmoment¬ übertragung durch Flankenkontakt. Im Falle eines Schadens erfolgt kurzzeitig über diese Verzahnungspaarung die Übertragung des Drehmomentes.
Die Figur 10 zeigt eine Wellenverbindung mit gleicher Funktion wie bei Figur 9, jedoch in Kurzbauweise gemäß Figur 6. Die Anord¬ nung von zwei Zwischenscheiben 23 dient wiederum dem einfachen Ein- und Ausbau der Maschinen samt Kupplungshälften ohne axiales Verschieben. Auch in der Ausführungsform nach Figur 10 sind die Zahnkupplungen 21 zwischen den Einsätzen 14 einerseits und den Zwischenscheiben 23 andererseits angeordnet, wie in Figur 9 dar¬ gestellt und beschrieben.
Die Figur 11 zeigt eine Wellenverbindungshälfte mit Kupplungsele- enten nach der Erfindung, bei der zusätzlich für den Fall langer, schwerer Zwischenhülsen 12 eine Gewichtsentlastung der Membranscheiben durch winkelbewegliche Radiallager 24 jeweils im Bereich der Mittelebenen der Doppelmembranen vorgesehen ist. Die Zwischenhülse 12 wird über die Radiallager 24 und Flansche 25 direkt an der jeweiligen Wellennabe 13 gewichtsmäßig abgestützt. Um die Elastizität der Doppelmembranen nicht zu behindern, ist eine axiale Beweglichkeit zwischen den Einsätzen 14 und den Radi¬ allagern 24 vorgesehen.
Die Figur 12 zeigt eine Wellenverbindung mit Kupplungselementen nach der Erfindung, bei der zur Vergrößerung der axialen Elasti¬ zität jeweils zwei Kupplungselemente hintereinander tandemartig angeordnet sind. Dabei kann das unmittelbar an der Nabe 13 ange¬ brachte Kupplungselement durch radiale Abstützung an der Nabe 13 winkelstarr angeordnet werden, ohne daß die Vergrößerung der axialen Elastizität in Frage gestellt wird.
Die Figur 13 zeigt eine Wellenverbindung mit Kupplungselementen nach der Erfindung im Zustand während einer Komplettauswuchtung.
Vor dem Einsetzen der Wellenanordnung der Figur 13 in eine Wucht maschine wird diese Anordnung in einen Ausrichtbock eingesetzt und mittels der Schrauben 26 ausgerichtet; die Ausrichtung kann dann jeweils durch Rundlaufprüfgerate geprüft werden. Dann ist ein einwandfreier Rundlauf der Wellenanordnung gewährleistet, wenn diese mit ihren Naben 13 in Rollenlagern der Auswuchtma¬ schine eingesetzt wird. In dem durch die Einstellung der Schrau¬ ben 26 starr verspannten Zustand kann die Wellenverbindung pro¬ blemlos dynamisch ausgewuchtet werden. Die verspannte Kupplung entspricht genau dem Einbauzustand, der sich ergibt, wenn die zu kuppelnden Maschinen zueinander fehlerfrei ausgerichtet sind (Nullausrichtung) . Somit ist die durch die Erfindung ermöglichte Auswuchtung weitgehend identisch mit einer Betriebsauswuchtung und garantiert ein Höchstmaß an Laufpräzision bei höchsten Dreh¬ zahlen.
Für die zeitweise Anbringung der Schrauben 26 sind in den Ein¬ sätzen 14 oder auch in den gegenüberliegenden Hülsen der An¬ schlußteile 3 radiale Gewindelöcher vorgesehen.
Die Figur 14 zeigt eine Membrankupplungshälfte bestehend aus zwe Membranscheiben 1, 2 und den Anschlußteilen 3, 4 mit näheren Ein zelheiten etwa entsprechend Figur 1. Dabei ist im Inneren der Doppelmembran 1, 2 ein Elastomer-Werkstoff unter Bildung einer Gummi-MetallVerbindung einvulkanisiert. Elastomere sind in der Lage zu federn, zu dämpfen und zu dämmen. Durch den Elastomer-werkstoff 60 kann demnach die axiale und winklige Steifigkeit der Doppelmembran 1, 2 auch nachträglich verändert werden, was wiederum die Eigenfrequenz der Kupplung be¬ einflußt. Somit ist es möglich, Resonanzdrehzahlen so zu verle¬ gen, daß die Betriebssicherheit der Gesamtanlage nicht in Gefahr gerät. Das vorhandene Dämpfungsvermögen des Elastomer-Werkstoffes wirkt schonend auf die angeschlossenen Aggregate, vor allem in Resonanzbereichen. Dies erhöht die Lebensdauer der gesamten An¬ lage. Die Größe von Steifigkeit und Dämpfung ist variierbar durch den Füllungsgrad (Masse des eingebauten Elastomer-Werkstoffs) und die Shore-Härte des Elastomer-Werkstoffes. Die Masse und das Massenmoment der Gesamtkupplung wird dabei infolge des niedrigen spezifischen Elastomergewichtes nur geringfügig vergrößert. Die zudem noch vorhandene Dämmeigenschaf verringert auch die Körper¬ schallübertragung und wirkt somit geräuschreduzierend.
Die Vulkanisation erfolgt bei Rotation und unter Verwendung moderner Bindesysteme. Dabei ist je nach Art des Elastomer- Werkstoffes dessen unmittelbare Verbindung mit dem Metall zu er¬ reichen oder es werden geeignete Klebstoffe vorher auf dem Metall aufgetragen. Durch die Rotation wird der zunächst flüssige Ela¬ stomer-Werkstoff im Schleuderverfahren verteilt. Das Schleudern muß dabei solange aufrechterhalten werden, bis der Werkstoff durch die fortschreitende Vulkanisation ausreichend verfestigt ist, um seine Verteilung beizubehalten.
Die Figur 15 zeigt eine Spannvorrichtung für die vorteilhafter¬ weise zuerst auszuführenden Außenschweißungen 50 an mehreren Doppelmembranen 1, 2. Das notwendige Verspannen der Membranen 1, 2 erfolgt durch gleiche, einteilige Abstandsringe 27, die beiden Endscheiben 28, einen Spannbolzen 29, eine Mutter 30 und eine Federscheibe 31. Die Federscheibe 31 gleicht elastisch die axiale Schrumpfung bei den Schweißvorgängen aus und verhindert dadurch Schweißfehler durch Klaffen bei den Schweißfugen. Die Figur 16 zeigt eine Spannvorrichtung für die Innenschweißungen 51 an mehreren Kupplungselementen, die jeweils wieder entsprechen Figur 1 aufgebaut sein können . Das Verspannen der Teile 1 , 3 bzw . 2 , 4 erfolgt hier unter Verwendung einer Anzahl gleicher, seg¬ mentähnlicher Abstandsringe 30 zwischen jeweils zusammengehörigen Membranscheiben 1 , 2 . Beim Verspannen wird wieder der Spannbolzen 29 , die Mutter 30 und der Federring' 31 verwendet, wobei die Federung zwischen den radial inneren Bereichen der Membranscheiben 1 und 2 durch die segmentartig aufgebauten Abstandsringe 30 verhindert wird . Die Abstandsringe 30 können nach dem Schweißen problemlos durch leichtes Dehnen der Doppelmembran demontiert werden . Die Anzahl der gleichzeitig in der Spannvorrichtung anzuordnenden Doppelmembranen (Figur 15) bzw. Kupplungselemente (Figur 16) ist abhängig von den Abme_ssungen._d_e.r_Z ir_ exf.üg'ung- .stehenden Schweiß-- maschinenkammer. Bei mehr als zwei Kupp lungse lernen ten werden mittels der Schrauben 5 (Figur 1 ) jeweils die beiden Anschlußteil 4 verschraubt und zentriert.
In Figur 17 erkennt man nebeneinander zwei Kupplungselemente 1 , 2 , 3 , 4 bzw. 1 ' , 2 1 , 3 ' , 4 1 mit Anschlußflanschen 3b, 4b bzw. 3 ' b , 4 ' b . In der linken Figur ist eine Nabe 70 eingebaut . In der rechten Figur ist eine Nabe 70 ' angebaut . Dies wird ermöglicht durch unterschiedliche Innendurchmesser. Die Außendurchmesser der Membranschei¬ ben können gleich groß sein. In der linken Hälfte sind die Flanschdurchmesser G gleich. In der rechten Hälfte unterscheiden sich die Flanschdurchmesser G un In der linken Hälfte sind die Axialabstande der Flansche 3b und 4b, die mit A B bezeichnet sind, wieder so wie in Figur 1. In der rechten Hälfte sind die axi len Flanschabstände C einander gleich. Bei dem Kupplungselement mit kleinerem Innendurchmesser l ' ,2 ' ,3 , ,4 ' vergrößert sich vorteilhafterweise die Verform¬ barkeit durch den größeren flexiblen Scheibenbereich.
Zusammenfassend wird nachfolgend die große technische und wirt¬ schaftliche Bedeutung der erfindungsgemäßen konstruktiven Ausbil¬ dung eines Kupplungselementes dargestel lt . Das besondere der Er¬ findung besteht unter anderem darin , daß eine umfassende Opti¬ mierung durch ein einfaches und einheitliches Standard-Kupplungs¬ element erreicht wird . Es kann ohne Veränderungen vielseitig ein- gesetzt werden. Die damit zu gewinnenden Übertragungssysteme er¬ füllen die hohen technischen Anforderungen in einem bisher noch nicht erreichten Ausmaß.
Die allseitige, Stoffschlüssige Verbindung der Teile des Stan- dard-elementes mittels Elektronenstrahlschweißung ergibt eine mit den bekannten lösbaren Verbindungsarten nicht erreichbare hohe Funktions- und Betriebssicherheit bei der Übertragung großer Drehmomente bei gleichzeitig höchsten Drehzahlen und Verformun¬ gen. Das Standard-Kupplungselement besitzt hinsichtlich der Drehmomentübertragung im gesamten, auf höchste Gestaltfestigkeit minimierten Querschnitt eine vollkommene Werks offausnutzung; Querschnittsbereiche, die kein Drehmoment übertragen, sind nicht vorhanden. Infolge dieser konsequenten Leichtbauweise sind die Abmessungen und Wandstärken extrem klein und demzufolge auch die Masse und das Massenmoment.
Die erfindungsgemäßen Kupplungselernente benötigen keine Wartung und erlauben Inspektionen in großen Zeitabständen.
Die Größenauslegung des Standard-Kupplungselementes und die beid- seitige Anordnung von Flanschen mit minimierten, ungleichen Ab¬ ständen zu der Doppelmembran ermöglichen die universelle Verwend¬ barkeit des Kupplungselementes innerhalb eines Baureihensystems sowie die Vielzahl von Bauformvarianten.
So kann das Standard-Kupplungselernent unverändert verwendet werden bei angewachsenen Wellenflanschen, bei Wellennaben, die seitlich oder innerhalb des Kupplungselementes angeordnet sind, bei Wellennaben mit allen vorkommenden Welle/Nabe-Verbindungsarten und bei Zwischenwellen von unterschiedlicher Funktion und Abmes¬ sung.
Weitere Bauformen ergeben sich durch die separate, lösbare Anord¬ nung des ringförmigen Einsatzes- 14 (Fig. 5, 7, 9, 11, 12) in dem Anschlußteil 3 oder 4. Durch dieses Merkmal ist es möglich, den Einsatz 14 der jeweiligen Bauform entsprechend auszubilden, ohne das Standard-Kupplungselement zu verändern.
Sind weitere Ergänzungsteile wie z. B. 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25 erforderlich, so können diese an den Flanschen des Standard-Kupp¬ lungselementes oder an den Wellennaben 13 angebracht werden.
Der Einsatz 14 erfüllt zusätzlich eine Sicherheitsfunktion, indem er bei einem Membranschaden das Lösen der zwischen den beiden Doppelmembranen angeordneten Teile verhindert. Durch die relativ kleinen Durchmesser der Einsätze 14 wird die Kupplungsmasse nur geringfügig vergrößert.
Alle diese Maßnahmen verändern bei der Bauformvariation nicht das Standard-Kupplungselement.
Die Standardisierung des Standard-Kupplungselementes reduziert auch drastisch die Herstellkosten: Es ist möglich, das Kupplungs¬ element in verschiedenen, drehmomentabhängigen Baugrößen vorzu- fertigen und im Fertigzustand zu bevorraten. Bei der Vorfertigung kann das Schweißen gemäß den Figuren 15 und 16 an mehreren Ele¬ menten gleichzeitig erfolgen. Dadurch reduzieren sich die Rüst¬ kosten sowie die Kosten für das Evakuieren der Schweißkammer und für die Wärmebehandlung nach dem Schweißen im Vakuumofen entspre¬ chend der Anzahl der gleichzeitig vorzusehenden Elemente.
Die Bevorratung verringert auch beträchtlich die Lieferzeit für derartige Kupplungen, was gerade im Kupplungsbau sehr wichtig ist.
Das Standard-Kupplungselement erlaubt besonders große axiale und winklige Verformungen. Dieser wichtige Vorteil wird durch den Einsatz der Doppelmembran erreicht. Gegenüber dem Einmembrangelen vergrößern sich die möglichen Verformungen auf das Doppelte und die Federsteifigkeit verringert -sich auf die Hälfte.
Eine weitere Vergrößerung der Verformungsmöglichkeiten ergibt sich durch die hohe radiale Elastizität der inneren und äußeren Randbereiche der Doppelmembran. Diese Elastizitäten verkleinern die Membranbeanspruchungen bei Verformungen gegenüber den radial starren Ausführungen mit nur einer Membranscheibe.
Die dünnwandige Auslegung des inneren und äußeren Randbereiches vergrößert zudem die dazwischenliegende elastische Membranfläche. Dies führt zu einer noch größeren Verformbarkeit und nochmals zu kleineren Federsteifigkeiten.
Kleinere Federsteifigkeit reduziert letztlich die Rückstellkräfte auf die zu kuppelnden Wellen. Die besonders hohe Reduzierung dieser Kräfte durch Verwendung des erfindungsgemäßen Standard- Kupplungselements vergrößert ganz entscheidend den Vorteil dieser Kupplung gegenüber bekannten Membran- und Zahnkupplungen.
Das Standard-Kupplungselement erlaubt die Prüfung der Schweißver¬ bindung auch nach Betriebszeiten mittels der bekannten zerstö¬ rungsfreien Prüfverfahren in einfacher Weise.
Das nachträgliche Ausdrehen der Membranen 1, 2 und/oder der Hül¬ sen 3a, 4a erlaubt zudem auch das Prüfen der Schweißverbindungen von innen aus. Es erhöht zusätzlich die Sicherheit der Schweißung an diesen besonders hoch beanspruchten Stellen, da die schadens¬ anfällige Schweißwurzel dabei "vollständig entfernt wird.
Das Standard-Kupplungselement erlaubt eine Komplettauswuchtung des montierten Wellenabschnitts entsprechend Figur 13. Die Aus¬ wuchtung kann weiter verbessert werden durch ein Starrsetzen der Doppelmembranen während des Auswuchtvorganges. Der durch Verspan¬ nen erzeugte Kupplungszustand entspricht dabei dem Zustand der eingebauten Kupplung bei Nu11-Ausrichtung der Wellen. Diese Ma߬ nahme gewährleistet beste Laufpräzision und erlaubt höchste Dreh¬ zahlen als besonders wichtiger Vorteil dieser Kupplungskonstruk¬ tion. Mittels Elastomer-Werkstoff im Innern des Standard-Kupplungsele¬ ments kann eine Änderung der Steifigkeit und der Frequenz auch nachträglich erreicht werden. Das Füllen der Doppelmembran setzt voraus, daß eine Zugänglichkeit von innen her vorhanden ist. Die lösbare Verbindung des Einsatzes 14 ermöglicht dies. Elastomere wirken auf Schwingungen und Schall auch dämpfend und dämmend.
Die dargestellten Bauformvarianten stellen nur eine Auswahl der am häufigsten vorkommenden Ausführungen dar. Mit dem sich nicht ändernden Standard-Kupplungselement lassen sich noch eine Reihe weiterer Bauformen erzeugen, wie beispielsweise:
drehelastische Bauformen mit Torsionswelle als Zwischenhülse;
elektrisch isolierte Bauformen;
Bauformen mit exakter Längeneinstellung durch Paß-Zwischensσhei- ben (z. B. vorgespannte Kupplungen) ;
axial begrenzte Bauformen mit federnden Endlagen;
Bauformen mit Sollbruchstelle zur Drehmomentbegrenzung;
Bauformen mit Drehmoment-Sehnelltrennung.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines biegeelastischen Kupplungsele¬ ments, welches aus zwei in ihrem radial äußeren Umfangsbereich (D) miteinander verbundenen Membranscheiben (1, 2) und min¬ destens einem an den radial inneren Umfang einer dieser Mem¬ branscheiben (1, 2) angeschweißten Anschlußteil (3, 4) be¬ steht, dadurch gekennzeichnet, daß man das Anschlußteil (3, 4) und die genannte eine Membranscheibe (1,
2) im Schweißstoßbe¬ reich (51, 52) mit zur gegenseitigen Anlage bestimmten entge¬ gengesetzt radial gerichteten Zentrierflächen (2e, 4f) und mit zur gegenseitigen Anlage bestimmten, entgegengesetzt axial gerichteten Kontaktflächen (2d, 4c) ausbildet derart, daß die beiden Teile (2, 4) , nämlich das Anschlußteil (4) und die ge¬ nannte eine Membranscheibe (2) in eine zentrierte und axial festgelegte Relativlage zusammengesteckt werden können (Figur 2), wobei die Kontaktflächen (2d, 4c) radial auswärts an die Zentrierflächen (2e, 4f) anschließen und von radial außen her für eine Elektronenstrahlschweißung (52) zugänglich sind, daß man nach dem Zusammenstecken im Kontaktbereich der Kontakt¬ flächen (2d, 4c) von radial außen her eine Elektronenstrahl¬ schweißnaht (52) oder Laserschweißnaht erzeugt, welche sich radial einwärts bis mindestens zu den Zentrierflächen (2e, 4f) , vorzugsweise jedoch noch weiter radial einwärts innerhalb des Materials des jeweiligen Teils (2, 4) endend, erstreckt, und daß man anschließend mindestens das radial einwärts der Zentrierflächen (2e, 4f) liegende Material des einen (4) bzw._ anderen Teils (2) abträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Anschlußteil (4) mit einer nach radial auswärts und axial zu der genannten Membranscheibe (2) hin offenen, die anschlu߬ teilseitige Kontaktfläche (4c) und die anschlußteilseitige Zentrierfläche (4f) bildenden Ringausnehmung (4d) versieht, welche nach radial einwärts durch einen in eine Bohrung der genannten Membranscheibe (2) -einsteckbaren Ringvorsprung (4g) begrenzt ist, und daß man von dem Anschlußteil (4) nach dem Schweißen über die radiale Höhe des Ringvorsprungs (4g) von -Xb-
innen Material abträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die beiden Membranscheiben (1, 2) auch in ihren radial äußeren Membranbereichen miteinander durch Elektronenstrahl- oder Laserschweißung (50) verschweißt.
4. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet, daß man die Membranscheiben (1, 2) an ihrem radial äußeren Umfang mit einer die Herstellung der Mem¬ branscheiben (1, 2) insbesondere auf Drehmaschinen erleich¬ ternden Materialstärke (Figur 2) herstellt und nach dem Ver¬ schweißen der Membranscheiben (1, 2) die Materialstärke im radial äußeren Bereich der Membranscheiben (1, 2) in einem die dortige Biegeweichheit vergrößernden Maße durch Materialab¬ tragung, insbesondere auf einer Drehmaschine, reduziert, ins¬ besondere nachdem auch mindestens eine Verbindungsnaht (51, 51) zu einem Anschlußteil hergestellt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den
Außendurchmesser (Do) der Membranscheiben reduziert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man den Übergang von der jeweiligen Außenum- fangsfläche einer Membranscheibe (1, 2) zu der von der jeweils anderen Membranscheibe (2, 1) abgelegenen Stirnfläche (lb, 2b) der jeweiligen Membranscheibe (1, 2) an mindestens einer Mem¬ branscheibe (1, 2) abschrägt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man eine Verschweißung der beiden Membranschei¬ ben (1, 2) vornimmt, bevor die Verschweißung mit dem Anschlu߬ teil (3, 4) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man di Verschweißung der jeweils einen Membranscheibe (1, 2) mit dem zugehörigen Anschlußteil (3, 4) und insbesondere die Ver¬ schweißung der beiden Membranscheiben (1, 2) mit jeweils einem Anschlußteil (3, 4) unter Anpressung des jeweiligen Anschlu߬ teils (3, 4) an die jeweilige Membranscheibe (1, 2) vornimmt, während man die beiden Membranscheiben (1, 2) an ihrem radial inneren Umfang gegeneinander durch Distanzstücke (30) abstützt, und daß man diese Distanzstücke (30) nach dem Anschweißen des Anschlußteils bzw. der Anschlußteile entnimmt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man nach dem Verbinden der Membranscheiben (1, 2) an ihrem radial äußeren Umfang und nach dem Anschließen eines Anschlußteils (3, 4) an mindestens eine der Membran¬ scheiben (1, 2) in die eine Membranscheibe _und/oder— n.-deren - - zugehörigen Anschlußteil eine Überbrückungshülse ( 14 ) ein¬ baut, welche den Spalt zwischen den beiden Membranscheiben (1, 2) überbrückt und dem Innenumfang der anderen Membranscheibe und/oder dem Innenumfang des dieser letzteren zugehörigen An¬ schlußteils mit Abstand gegenüberliegt (Figuren 5 und 6) .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man ein Kupplungselement mit je einem Anschlu߬ teil (3, 4) an beiden Membranscheiben (1, 2) herstellt, wobei jedes dieser Anschlußteile (3, 4) aus einer axial gerichteten Anschlußhülse (3a, 4a) und einem am membranscheibenfernen Ende der Anschlußhülse (3a, 4a) radial auswärts gerichteten Anschlußflansch (3b, 4b) , insbesondere Verschraubungsflansch besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man von den beiden Anschlußelementen (3, 4) das eine Anschlußele¬ ment (3) mit kleinstmδglichem Flanschabstand (M) von der zu¬ gehörigen Membranscheibe (1) herstellt, der den Einbau einer Mutter auf einen zu der jeweiligen Membranscheibe (1) hin axial eingeführten Schraubbolzen (5) gestattet, und daß man das andere Anschlußelement (4) mit einem Flanschabstand (S) von der zugehörigen Membranscheibe (2) ausführt, welcher das Einsetzen eines Schraubbolzens (6) in axialer Richtung von dem Ringraum zwischen dem jeweiligen Flansch (4b) und der je¬ weiligen Membranscheibe (2) aus gestattet.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Anschlußelemente mit Schraubflanschen von unter¬ schiedlichem Durchmesser verwendet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man unter Zugrundelegung gleichen Membranschei- benaußendurchmessers Kupplungselemente mit unterschiedlichem Membranscheibeninnendurchmesser herstellt, wobei die Aus¬ führungsform mit größerem Membranscheibeninnendurchmesser zur Aufnahme einer Anschlußnabe (70) innerhalb des Kupplungsele¬ ments bestimmt ist.
14. Biegeelastisches Kupplungselement, bestehend aus zwei in ihrem radial äußeren Umfangsbereich miteinander verbundenen Membranscheiben (1, 2) und mindestens einem an dem radial inneren Umfang einer dieser Membranscheiben (1, 2) ange¬ schweißten Anschlußteil (3, 4), insbesondere hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß im radial inneren Umfangsbereich gelegene, radial einwärts gerichtete U fangsflächen des Anschlußteils (3, "'4")~ühd der "zugehörigen Membranscheibe (1, 2) bündig an¬ einander anschließen.
15. Biegeelastisches Kupplungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im radial inneren Umfangsbereich gelege¬ ne, radial auswärts gerichtete Umfangsflächen des Anschlu߬ teils (3, 4) und der zugehörigen Membranscheibe (1, 2) bündig aneinander anschließen.
16. Biegeelastisches Kupplungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Membranscheibe (1, 2) im radial inneren Umfangsbereich je eine hülsenförmiges Anschlußteil (3a, 4a) anschließt, wobei diese Anschlußteile (3a, 4a) von¬ einander weg gerichtet sind.
17. Biegeelastisches Kupplungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußteile (3a, 4a) an ihren von¬ einander abgelegenen Enden jeweils einen radial auswärts ge¬ richteten Radialflansch (3b, 4b) , insbesondere Schraubflansch, aufweisen.
18. Biegeelastisches Kupplungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialflansche (3b, 4b) unterschied¬ liche axiale Abstände (M, S) von der jeweils zugehörigen Membranscheibe (1, 2) besitzen.
19. Biegeelastisches Kupplungselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der eine in kürzerem axialen Abstand von der zugehörigen Membranscheibe (1) angeordnete Radialflansch
(3b) einen solchen Axialabstand (M) von der zugehörigen Mem¬ branscheibe (1) besitzt, daß beim Anbringen von Verschrau- bungen (5) Verschraubungsmuttern zwischen diesen Radial¬ flansch (3b) und die zugehörige Membranscheibe (1) einge¬ bracht werden können und daß der andere, in größerem axialem Abstand (S) von der zugehörigen MembranScheibe (2) angeord¬ nete Radialflansch (4b) einen solchen Axialabstand (S) von der zugehörigen Membranscheibe (2) besitzt, daß beim Anbrin¬ gen von Versehraubungen (6) Schraubbolzen (6) zwischen diesen Radialflansch (4b) und die zugehörige Membranscheibe (2) ein¬ gebracht werden können.
20. Biegeelastisches Kupplungselement nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Mem¬ branscheiben (1, 2) zumindest in dem radial äußeren Umfangs¬ bereich des zwischen ihnen eingeschlossenen Scheibenraums eine Füllmasse (60) , insbesondere aus elastomerem Werkstoff, eingebaut ist. -Λ7 -
21. Biegeelastisches Kupplungselement mit mindestens zwei an ihrem radial äußeren Rand miteinander verbundenen Membran¬ scheiben (1, 2), insbesondere nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den beiden Membranscheiben (1, 2) wenigstens in seinem radial äußeren Bereich mit einer federnden und/oder dämpfenden und/ oder verformungsbeeinflussenden Füllmasse (60) , insbesondere einer Elastomermasse (60) gefüllt ist.
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