WO1999047826A1

WO1999047826A1 - Ausgleichkupplung

Info

Publication number: WO1999047826A1
Application number: PCT/DE1999/000887
Authority: WO
Inventors: Heinz W. Hofmann
Original assignee: Zahnradwerk Pritzwalk Gmbh
Priority date: 1998-03-21
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 1999-09-23
Also published as: DE19812527A1; CA2293757A1; DE19812527C2; EP0988460A1

Abstract

Ausgleichkuppplung zur Übertragung von Drehmomenten zum Ausgleich von Ausricht-Ungenauigkeiten von zu verbindenden Maschinenelementen. Der Nachteil des Standes der Technik besteht darin, daß der Herstellungsaufwand bei derartigen Kupplungen relativ hoch ist und die Dauerhaltbarkeit der eingebrachten Federelemente begrenzt ist. So ist beim Gegenstand der Anmeldung das elastische Federelement dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Flansches der Kupplungshälften (1, 2) derartige Ausnehmungen (7, 8, 11) und Gewindebohrungen (10, 12) vorhanden sind, daß darin jeweils entweder gleichzeitig als Verbindungselemente ausgebildete radialsteife Federn (9) oder andere in Umfangrichtung eingebrachte steife Federelemente paßgenau zur Übertragung angemessener Drehmomente und zum Ausgleich axialer und radialer Ausrichtungsfehler untergebracht sind. Abgesehen vom Ausgleich jeglichen Wellenversatzes sind, durch die besondere Ausbildung der die Drehmomente übertragenden Feder (9), hohe Drehmomente übertragbar, bei einer gleichzeitigen langfristigen Haltbarkeit der als Verbindungs- und Übertragungselement ausgebildeten Feder (9).

Description

Beschreibung Ausgleichkupplung

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichkupplung zur Übertragung von Drehmomenten zum Ausgleich von Ausricht-Ungenauigkeiten von zu verbindenden Maschinenelementen.

Es sind elastische Kupplungen wie Bolzenkupplungen bekannt, wo eine Kupplungshälfte Stehbolzen trägt, auf deren freie Enden als elastisches Zwischenglied Gummibuchsen aufgesetzt werden, die in die entsprechend vergrößerten Bohrungen der zwei- ten Kupplungshälfte eingreifen. Beim Festziehen des Bolzens einer Kopfschraube erhält die Gummibuchse eine gewisse Vorspannung.

Es sind auch winkelbewegliche und axial nachgiebige Laschenkupplungen für zwei Wellen enden nach dem DE Patent 195 15 101 bekannt, bei der zumindest drei in Umfangrichtung verteilte Laschen für die Übertragung eines Drehmomentes vorgesehen sind, die durch in Umfangrichtung benachbarte Schraubenbolzen an den Wellenenden festgelegt sind und diese relativ verkantbar verbinden, wobei die Laschen die Schraubenbolzen in unveränderlichen Umfangsabständen verbinden. Die Laschen sind mit zumindest einem in radialer Richtung nach innen vorspringenden, die Gewindebolzen berührenden, elastischen Ansatz zum Aus- gleichen von Fertigungsungenauigkeiten bei der Montage versehen.

Es ist auch eine elastische, axial- und winkelbewegliche Kupplung zur Verbindung zweier sich drehender Maschinenteile mit mindestens einem elastischen Kupplungsteil und mindestens einem drehsteifen Ganzstahlkupplungsteil nach der DE OS 196 14 267 bekannt. Bei dieser Kupplung wird auf dem elastischen Kupplungsteil ein Maschinenteil verdrehbar und in bezug auf dessen Drehachse biegesteif radial geführt, während der drehsteife Kupplungsteil mit dem elastischen Kupplungsteil und dem anderen Maschinenteil jeweils axial und winkelbeweglich verbunden ist. Abgesehen davon, daß bei Laschenkupplungen jedes einzelne Federpaket einer ge- wissen

Federweglänge bedarf, ist die Anzahl von Laschenpaketen, verteilt auf den Umgang, begrenzt, da ansonsten sich die notwendige Anzahl an Einzelteilen und auch der Durchmesser zu sehr vergrößert. Das heißt, nachteilig bei den beschriebenen Ausführungen wirkt sich der zu betreibende Aufwand hinsichtlich der Herstellung oder das Fehlen einer guten Dauerhaltbarkeit aus. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch den Einsatz einer größeren Anzahl von Federn, verteilt am Umfang der Kupplung, und durch Verbesserung der Federelemente, eine Ausgleichkupplung zu schaffen, die trotz Ausgleich axialer und radialer Ausrichtungsfehler gleichzeitig unter Berücksichtigung einer hohen Lebensdauer auch ein angemessenes Drehmoment überträgt. Diese, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch Ausgestaltung nach den Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Die erfindungsgemäße Ausgleichkupplung hat gegenüber dem bestehenden Stand der Technik den Vorteil, daß trotz Ausgleichs jeglichen Wellenversatzes in axialer, lateraler und angularer Richtung durch die Einbringung und Anordnung der verschiedenen Schlitze in die Feder, nicht nur hohe Drehmomente übertragbar sind, sondern gleichzeitig eine langfristige Haltbarkeit der als Verbindungs- und Übertragungselemente ausgebildeten Feder erreicht wird. Ferner lassen sich die Federelemente preiswert aus hochwertigem Stahl in großer Stückzahl herstellen und in vorgesehene Kupplungsbaureihen mit wenigen Größen in hoher Varianz in den jeweiligen Drehmomentenbereichen in die Kupplungsgestaltung einbeziehen. Die Montage, Demontage sowie die Reparatur der Kupplung, mittels der erfindungsgemäßen Feder als Verbindungselement, ist einfach und schnell zu bewerkstelligen. Durch die in den Flanschen eingebrachten Ausnehmungen bzw. Hohlräume ist die darin montierte Feder so geschützt untergebracht, daß auch bei einem Bruch die unmit- telbare Umgebung gegen herumfliegende Teile geschützt ist. Durch die vorgesehene Paßgenauigkeit überträgt selbst eine geborstene Feder das Drehmoment weiter und trägt so zur Notlaufeigenschaft der Kupplung bei. Durch die Radialsteifigkeit der einzelnen Federn und durch die Möglichkeit des Einsatzes einer größeren Anzahl von Federn ist die Belastung der Einzelfeder jedoch äußerst gering, so daß ein Bruch kaum eintreten kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

- 2 - Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Seite der Ausgleichkupplung

Fig. 2 eine Seitenansicht nach Fig. 1 im Schnitt

Fig. 3 eine Seitenansicht der Feder Fig. 4 eine Seitenansicht der Feder nach Fig. 3 im Schnitt Fig. 5 eine Draufsicht der Feder nach Fig. 3 und 4

Die Ausgleichkupplung nach Fig. 1 und 2 besteht aus zwei als Wellenflansche ausgebildete Kupplungshälften 1,2. Zur Aufnahme unterschiedlicher Wellen sind die Mitnehmerteile 3,4 mit beispielsweise unterschiedlichen Bohrungen 5,6 versehen. So sind in der Stirnseite des Flansches der Kupplungshälfte 1 in regelmäßigen Abständen verteilt, Ausnehmungen 7,8, analog der einzubringenden Feder 9 eingearbeitet. Die Ausnehmungen 7,8 weisen mittig eine Gewindebohrung 10 auf. Auch die Stirnseite des Flansches der Kupplungshälfte 2 ist deckungsgleich mit Ausnehmungen 8 sowie zusätzlich mit Ausnehmungen 11 versehen. Mit einem etwas größeren Durchmesser als die Ausnehmungen 11 sind in die Rückseite des Flansches der Kupplungshälfte 2 außerdem Gewindebohrungen 12 eingebracht.

Die in und zwischen die Kupplungshälften 1,2 jeweils zu montierende Feder 9 nach Fig. 3 bis 5, als Ausgleichs- und Verbindungselement, ist zylindrisch mit verschiedenen Durchmessern ausgeführt. So liegt das Mittelteil der Feder 9 mit seinem Außen- durchmesser 13 bei Montage passgenau an den Ausnehmungen 8 der beiden Kupplungshälften 1,2 an, während der angearbeitete Bund 14 in den Flansch der Kupplungshälfte 1 eingreift und der im Durchmesser größere Bund 15 mit seiner Anschlag- flache 16 für die Ausnehmung 11 im Flansch der Kupplungshälfte 2 dient. Zur Erreichung des Ausgleicheffektes ist die Feder 9 dabei so ausgebildet, daß diese aus einem zylindrischen Rohrkörper besteht, indem quer zu seiner Längsachse 17 mindestens zwei sich gegenüberliegende Federelemente 18 entstehen, in dem vier sich gleichfalls gegenüberliegende Schlitze 19 eingebracht sind. Zur Erhöhung der Flexibilität und damit zum Ausgleich jeglichen Wellenversatzes in axialer, lateraler und angu- larer Richtung sind die Schlitze einer Hälfte des Rohrkörper so ausgeführt, daß jeweils die außen liegenden Schlitze 19 der oberen Hälfte und die beiden innen liegenden Schlitze 19 in der unteren Hälfte überdeckend ausgeführt sind. In der gegenüberliegenden Hälfte des Rohrkörpers erfolgt die Einarbeitung dann genau umgekehrt, so daß

- 3 - eine ausreichende Radialsteifigkeit in jedem Federelement 18 verbleibt. Durch die eingebrachten Überdeckungen der seitlichen Schlitze 19 in Umfangsrichtung, und der Einbringung axialer Querschlitze 20 an den Stirnseiten der Feder 9 werden die Verbindungsstege 21 derart geöffnet, daß sich eine Z-förmige Verbindung zwischen dem als Vollring verbliebenen Anschlußring 22 ergibt. Der Anschlußring 22 als jeweilige

Möglichkeit zur Addition von Federelementen 18 ist dabei dünn ausgeführt um gleichfalls als Axialfederelement im gesamten Federweg mitzuwirken. Die Montage der Feder 9 erfolgt beispielsweise, indem der Bund 14 der Feder 9 durch die Ausnehmungen 7 des Flansches der Kupplungshälfte 1 aufgenommen wird und mit einer Zylinder - oder Inbusschraube 23 in der Gewindebohrung 10 über die Bohrung 24 des Bundes 14 mit seiner Anschlagfläche 25 für den Schraubkopf der Inbusschraube 23 verschraubt wird. Im Flansch der Kupplungshälfte 2 wird gleichfalls die Feder 9 in die Ausnehmungen 8 eingeschoben und mit dem vergrößerten Bund 15 in die Ausnehmungen 11 eingepreßt und über die vorhandene Gewindebohrung 12, welche sich an der Hinter- seite des Flansches der Kupplungshälfte 2 befindet durch eine Mutter 26 mit Außengewinde und Innensechskant zusätzlich gesichert.

Claims

Patentansprüche

1. Ausgleichkupplung zur Übertragung von Drehmomenten zum Ausgleich von Aus- richt-Ungenauigkeiten von zu verbindenden Maschinenelementen unter Verwen- düng eines elastischen Verbindungselementes, dadurch gekennzeichnet, daß am

Umfang des Flansches der Kupplungshälften (1,2) derartige Ausnehmungen (7,8,11) und Gewindebohrungen (10,12) vorhanden sind, daß darin jeweils entweder gleichzeitig als Verbindungselemente ausgebildete radialsteife Federn (9) oder andere in Umfangsrichtung eingebrachte steife Federelemente paßgenau zur Übertragung an- gemessener Drehmomente und zum Ausgleich axialer und radialer Ausrichtungsfehler untergebracht sind.

2. Ausgleichkupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem zylindrischen Rohrkörper bestehende Feder (9) zur Fixierung in den Flanschen der Kupplungshälften ( 1 ,2) an ihrer Stirn- und Rückseite Bunde ( 14J 5) unterschiedlichen Durchmessers aufweist und zur Erreichung des Ausgleicheffektes so ausgebildet ist, daß quer zu ihrer Längsachse (17) mindestens zwei sich gegenüberliegende Federelemente (18) entstehen, in den vier sich gegenüberliegende Schlitze (19) eingebracht sind und wo ferner die jeweils außen liegenden Schlitze (19), bei- spielsweise in der oberen Hälfte und die beiden innen liegenden Schlitze (19) in der unteren Hälfte bzw. in der gegenüberliegenden Hälfte analog jedoch umgekehrt überdeckend ausgeführt sind.

3. Ausgleichkupplung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß außer der Einbringung der überdeckenden seitlichen Schlitze (19) in Umfangrichtung außerdem Querschlitze (20) an der Stirnseite der Feder (9) so weit eingebracht werden, daß sich die so ergebenden Verbindungsstege (21) so weit öffnen, daß sich eine Z- förmige Verbindung zwischen dem als Vollring verbliebenen Anschlußring (22) ergibt, welcher gleichzeitig jeweils die Möglichkeit zur Addition weiterer Federele- mente schafft.

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4. Ausgleichkupplung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (9) gleichzeitig als festes Verbindungselement beim Zusammenbau der Ausgleichkupplung dient, indem die Fixierung der Kupplungshälfte (1) über beispielsweise Inbusschrauben (23) und die Sicherung der Kupplungshälfte (2) bei- spielsweise mittels Muttern (26) mit Außengewinde und Innensechskant erfolgt.

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