WO2020069933A1 - Elastische kupplung - Google Patents

Elastische kupplung

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WO2020069933A1
WO2020069933A1 PCT/EP2019/075810 EP2019075810W WO2020069933A1 WO 2020069933 A1 WO2020069933 A1 WO 2020069933A1 EP 2019075810 W EP2019075810 W EP 2019075810W WO 2020069933 A1 WO2020069933 A1 WO 2020069933A1
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vibration
damping
rotating system
elastic coupling
mass
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PCT/EP2019/075810
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Florian Knopf
Michael Steidl
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Hasse & Wrede Gmbh
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/12—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted for accumulation of energy to absorb shocks or vibration
    • 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
    • F16D3/80—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive in which a fluid is used
    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/12—Devices with one or more rotary vanes turning in the fluid any throttling effect being immaterial, i.e. damping by viscous shear effect only
    • F16F9/125—Devices with one or more rotary vanes turning in the fluid any throttling effect being immaterial, i.e. damping by viscous shear effect only characterised by adjustment means

Definitions

  • the present invention relates to an elastic coupling according to the preamble of claim 1.
  • An elastic coupling is a machine element for the elastic connection of two shafts.
  • the connection makes it possible to transmit rotation and thus torque and ultimately mechanical work between the two shafts.
  • the elastic couplings include, for example, metal spring couplings, elastomer couplings or viscous couplings.
  • An important task of an elastic coupling is to isolate the output side from rotational irregularities, that is to say the torsional vibrations superimposed on the constant rotational speed of the drive side.
  • a viscous coupling has a housing, the inside of which also serves as a carrier for the outer plates. There is a fluid between the outer fins and the inner fins. The inner plates themselves are held by an inner plate carrier, which is also the drive shaft. The housing is protected by a seal against the leakage of the fluid and the ingress of dust.
  • the characteristics of the torque and power transmission depend on the number of fins, their inside and outside diameter and the viscosity of the fluid. The fluid is sheared at different speeds of the input and output plates and thus transmits the moment.
  • a visco clutch transmits torque depending on a differential speed between the inner and outer plates.
  • a store of potential energy is created by a torsional spring stiffness between a clutch input side (ie the side of the clutch from which a torque is introduced into the clutch - hereinafter also referred to as “primary side” and “primary mass”) and a clutch output side (i.e. the side the coupling at which a torque introduced into the coupling leaves the coupling or at which it can be tapped - hereinafter also referred to as “secondary side” and “secondary mass”).
  • a dissipative component takes over a damping between the primary mass and the secondary mass, e.g. through solid friction, viscous damping or hydraulic damping.
  • the components described above are integrated in the coupling, which is connected to the shafts in a rotating manner.
  • the present invention has for its object to provide an elastic coupling that does not have the present disadvantages.
  • an elastic coupling is formed with a rotating system that connects a first rotatable shaft and a second rotatable shaft for torque transmission, the rotating system comprising a first coupling half — primary mass — which can be fixedly attached to the first shaft, and a non-rotatable one has a second coupling half - secondary mass - which can be fastened to the second shaft, the secondary mass being movable to a limited extent relative to the primary mass, and the elastic coupling being an assembly for vibration damping and / or vibration damping and / or vibration isolation of the relative movement between the primary mass and the secondary mass, the assembly for vibration damping and / or vibration damping and / or vibration isolation of the relative movement between the primary mass and the secondary mass at least partially outside the rotating elastic system Coupling is formed.
  • a vibration-damping and / or vibration-damping and / or vibration-isolating effect can be generated there in a simple manner and fed back into the rotating system. It is also conceivable to generate only a part of the vibration-damping and / or vibration-damping and / or vibration-isolating effect outside the rotating system and a part of the vibration-damping and / or vibration-damping and / or vibration-isolating effect within the rotating system. testify.
  • the assembly for vibration damping and / or vibration damping and / or vibration isolation of the relative movement between the primary mass and the secondary mass one or more chamber (s) filled with a fluid as part of the rotating has the system, the volume of which can be changed in the case of torsional vibrations and the resulting relative movements between primary mass and secondary mass, this volume change via a rotary leadthrough for the fluid from the rotating system via one or more lines into a non-rotating region outside of the rotating system is transmitted.
  • This design variant is implemented in a structurally simple manner and allows vibration damping and / or - repayment and / or vibration isolation outside the rotating system in a simple manner, in particular if the lines are connected to one or more damping or resilient elements outside the rotating system, so that an occurring vibration-damping or vibration-damping and / or vibration-isolating effect is fed back into the rotating system via the one or more lines. It can advantageously be provided that the one or more vibration-damping and / or vibration-damping and / or vibration-isolating elements outside the system rotating during operation, at least one hydraulic actuator (hydraulic cylinder) and / or at least one accumulator potential energy and / or include at least one damping device.
  • the hydraulic cylinder can be designed in various ways. It is conceivable to use a piston that can be actuated on both sides. The term is not limited to this.
  • the one or more hydraulic cylinders can also be configured differently.
  • the hydraulic cylinder can e.g. Advantageously, on one side of an axially displaceable piston, a fluid chamber with a fluid connection that changes in size due to displacement of the piston, and on the other side of the piston a space filled with a gas, in particular air, which thus has a type of gas spring, in particular a Air spring, trained.
  • the two feed lines from FIG. 3 are each connected to one of the hydraulic connections of the two hydraulic cylinders with a gas spring instead of the pistons acted on on both sides, that is to say they are each fitted to an air spring (without a piston). .
  • the one or more vibration-damping and / or vibration-damping and / or and / or vibration-isolating elements outside the rotating system not only passively acting components but at least one actively acting device such as a controllable one Include pump.
  • the relative movements occurring in the case of torsional vibrations between the two coupling halves are preferably transmitted fluidically - ie hydraulically or pneumatically - to a non-rotating area outside the rotating system, in the area for the Vibration damping and / or vibration damping and / or vibration isolation necessary measures can be carried out without the restrictions mentioned above. All or part of the measures required for vibration damping and / or vibration damping and / or vibration isolation can thus be implemented outside the rotating system. This is of great advantage because subsequent changes can also be made. Other advantages are:
  • the adjustment of the spring and damper can be subsequently adapted to the vibration behavior of the real system.
  • Vibration behavior of the system can be further improved.
  • Figure 1 is a schematic representation of an elastic coupling.
  • FIG. 2 shows a schematically represented section transverse to the axis of rotation of an elastic coupling according to the invention
  • 3 shows a schematically illustrated radial section through the elastic coupling according to the invention from FIG. 1 and a schematically illustrated hydraulic cylinder, a spring and a damper.
  • reference number 1 designates a primary mass - here a first coupling half of an elastic coupling and reference number 2 a secondary mass - here a second coupling half of the elastic coupling, for the sake of simplicity only in the following is still spoken of a clutch.
  • the first clutch half 1 on the clutch input side — is connected in a torque-proof manner to a first shaft 3a and the second clutch half 2 —on the clutch output side— is connected in a torque-proof manner to a second shaft 3b for torque transmission, as is indicated in FIG. 1 .
  • the primary mass - the first coupling half 1 - and the secondary mass - the second coupling half 2 - form a rotating system during operation.
  • a spring-damper arrangement is shown schematically, which serves as a replacement system for mechanical, viscous or hydraulic damping.
  • the clutch transmits torques between the first shaft 3a and the second shaft 3b in a drive system.
  • torque peaks occur, which can also be noticed as torsional vibrations and accordingly subject the entire drive system to additional mechanical stress.
  • the spring-damper arrangement enables a limited relative mobility between the two coupling halves 1, 2, so that a “decoupling” or isolation of the torsional vibrations between the two coupling halves 1, 2 and thus between the first shaft 3a and the second Wave 3b is reached.
  • a “decoupling” or isolation of the torsional vibrations between the two coupling halves 1, 2 and thus between the first shaft 3a and the second Wave 3b is reached.
  • corresponding torque peaks are smaller in magnitude than with a rigid coupling.
  • the drive system is advantageously subjected to less mechanical stress.
  • a clutch according to the invention is shown schematically in a section transverse to the axis of rotation.
  • a plurality of chambers 4, 5 filled with liquid or air are provided, as shown in FIG. 2, these chambers 4, 5 each being delimited by radial webs 6 of the second coupling half 2 and 7 of the first coupling half 1, respectively .
  • the chambers 4, 5 form part of the rotating system. They also form part of a module for vibration damping and / or vibration damping and / or vibration isolation of the relative movement between the first coupling half 1 and the second coupling half 2, this module being partially formed outside the rotating system of the coupling. This means that it has one or more components there.
  • the chambers 4, 5 are connected to a hydraulic or pneumatic rotary union 8 by radial bores 9 and 10, respectively.
  • the rotary bores 8 connect the radial bores 9 and 10 to lines 9 and 10, which lead to the outside and do not co-rotate.
  • these lines 9, 10 open into a housing 11 in which a piston 12 is movably arranged.
  • a piston rod 13 of the piston 12 is loaded here by a store of potential energy, in particular a spring, particularly preferably a coil spring 14.
  • a mechanical damping element 15 is connected in parallel with this spring.
  • the components required for vibration damping have been moved into the non-rotating outer area of the two shafts 3a, 3b to be influenced, so that all necessary measures are carried out in this area and also, which is of great advantage can be changed.
  • the damper frequency can be changed as desired.
  • an air spring can also be used as the energy store, which can have a variable stiffness due to more or less strong inflation.
  • Coordination of coil spring 14 and damping element 15 can be subsequently adapted to the vibration behavior of the existing system at any time.
  • active elements such as e.g. Hydraulic pumps further improve the vibration behavior of the system.
  • two diametrically opposed chambers 4, 5 are provided, each of which is divided in the manner indicated by the radially extending webs 6 of the second coupling half 2 and 7 of the first coupling half 1 .

Abstract

Eine elastische Kupplung mit einem drehenden System, das eine erste drehbare Welle (3a) und eine zweite drehbare Welle (3b) zur Drehmomentübertragung verbindet, wobei das drehende System eine drehfest an der ersten Welle (3a) befestigbare erste Kupplungshälfte (1) - Primärmasse - und eine drehfest an der zweiten Welle (3b) befestigbare zweiten Kupplungshälfte (2) - Sekundärmasse - aufweist, und wobei die Sekundärmasse relativ zur Primärmasse begrenzt beweglich ist und wobei eine Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbewegung zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse vorgesehen ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbewegung zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse jedenfalls teilweise außerhalb des sich drehenden Systems der elastischen Kupplung ausgebildet ist.

Description

ELASTISCHE KUPPLUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elastische Kupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine elastische Kupplung ist ein Maschinenelement zur elastischen Verbindung zweier Wellen. Durch die Verbindung wird es möglich, zwischen beiden Wellen Rotation und damit Drehmoment und letztlich mechanische Arbeit zu übertragen.
Zu den elastischen Kupplungen zählen beispielsweise Metallfeder-Kupplungen, Elastomer-Kupplungen oder auch Visco-Kupplungen. Eine wesentliche Aufgabe einer elastischen Kupplung ist eine Isolation der Abtriebsseite von Drehungleich- förmigkeiten, also der konstanten Drehgeschwindigkeit überlagerten Drehschwin- gungen der Antriebsseite.
Eine Visco-Kupplung weist ein Gehäuse auf, dessen Innenseite gleichzeitig als Träger für die Außenlamellen dient. Zwischen den Außenlamellen und den Innen- lamellen befindet sich ein Fluid. Die Innenlamellen selbst werden von einem Innen- lamellenträger gehalten, der gleichzeitig Antriebswelle ist. Das Gehäuse wird über eine Dichtung gegen das Auslaufen des Fluids und das Eindringen von Staub ge- schützt. Die Charakteristik der Drehmoment- und Leistungsübertragung hängt von der Anzahl der Lamellen, deren Innen- und Außendurchmesser und der Viskosität des Fluids ab. Das Fluid wird bei unterschiedlichen Drehzahlen von An- und Ab- triebslamellen geschert und überträgt dadurch das Moment. Eine Visco-Kupplung überträgt Drehmoment in Abhängigkeit von einer Differenzdrehzahl zwischen In- nen- und Außenlamellen.
Bekannte passive elastische Kupplungen weisen demnach als Funktionen stets zwei der folgender Prinzipien/Komponenten auf:
Komponente„Speicher potentieller Energie“:
Ein Speicher potentieller Energie wird durch eine Drehfedersteifigkeit zwischen einer Kupplungseingangsseite (also der Seite der Kupplung, von der ein Drehmo- ment in die Kupplung eingeleitet wird - nachfolgend auch„Primärseite“ und„Pri- märmasse“ genannt) und einer Kupplungsausgangsseite (also der Seite der Kupp- lung, an der ein in die Kupplung eingeleitetes Drehmoment die Kupplung verlässt; bzw. an der es abgreifbar ist - nachfolgend auch„Sekundärseite“ und„Sekundär- masse“ genannt) gebildet. Dissipative Komponente:
Eine dissipative Komponente übernimmt eine Dämpfung zwischen der Primärmas- se und der Sekundärmasse, z.B. durch Festkörperreibung, viskose Dämpfung oder hydraulische Dämpfung.
Bei den derzeit in der Praxis vorhandenen elastischen Kupplungen sind die vor- stehend beschriebenen Komponenten in die Kupplung integriert, die mit den Wel- len mitrotierend verbunden ist.
Dies hat zwar den Vorteil, dass nur eine einzige Baugruppe in die Wellen einzu- bauen ist, Es ergeben sich jedoch in der Praxis auch gewisse Nachteile.
So ist es im Hinblick auf den häufig begrenzten Bauraum einer elastischen Kupp- lung nicht immer möglich, die erforderliche Steifigkeit und Dämpfung zu realisieren. Durch die Dämpfung entstehende Wärme lässt sich zudem häufig nur schwer ab- führen. Dieses Problem begrenzt daher die Funktion und Lebensdauer der elasti- schen Kupplung.
Eine Veränderung der Abstimmung hinsichtlich der Steifigkeit und der Dämpfung der elastischen Kupplung im eingebauten Zustand ist schwierig oder gar unmög- lich.
Eine Wartung der Komponenten der elastischen Kupplung im eingebauten Zu- stand ist ebenfalls schwierig oder unmöglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Kupplung zu schaffen, die die vorliegenden Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Nach Anspruch 1 wird eine elastische Kupplung mit einem drehenden System ge- bildet, das eine erste drehbare Welle und eine zweite drehbare Welle zur Dreh- momentübertragung verbindet, wobei das drehende System eine drehfest an der ersten Welle befestigbare erste Kupplungshälfte -Primärmasse - und eine drehfest an der zweiten Welle befestigbare zweiten Kupplungshälfte - Sekundärmasse- aufweist, wobei die Sekundärmasse relativ zur Primärmasse begrenzt beweglich ist und die elastische Kupplung eine Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbewe- gung zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse aufweist, wobei die Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbewegung zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse jedenfalls teilweise außerhalb des sich drehenden Systems der elastischen Kupplung ausgebildet ist.
Durch die Verlegung eines Teils der Baugruppe außerhalb des drehenden Sys- tems kann dort in einfacher Weise eine schwingungstilgende und/oder schwin- gungsdämpfende und/oder schwingungsisolierende Wirkung erzeugt und in das drehende System rückgekoppelt werden. Es ist auch denkbar, nur einen Teil der schwingungstilgenden und/oder schwingungsdämpfenden und/oder schwingungs- isolierenden Wirkung außerhalb des sich drehenden Systems zu erzeugen und einen Teil der schwingungstilgenden und/oder schwingungsdämpfenden und/oder schwingungsisolierenden Wirkung innerhalb des sich drehenden Systems zu er- zeugen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungs- isolation der Relativbewegung zwischen der Primärmasse und der Sekundärmas- se eine oder mehrere mit einem Fluid gefüllte Kammer(n) als Teil des sich drehen- den Systems aufweist, deren Volumen im Falle von Drehschwingungen und sich daraus ergebenden Relativbewegungen zwischen Primärmasse und Sekundär- masse veränderbar ist, wobei diese Volumenveränderung über eine Drehdurchfüh- rung für das Fluid aus dem drehenden System über eine oder mehrere Leitungen in einen nicht mitdrehenden Bereich außerhalb des sich drehenden Systems über- tragen wird.
Diese Ausgestaltungsvariante ist konstruktiv einfach umgesetzt und erlaubt auf einfache Weise eine Schwingungsdämpfung und/oder - tilgung und/oder Schwin- gungsisolation außerhalb des sich drehenden Systems insbesondere, wenn die Leitungen an einen oder mehrere dämpfende oder federnde Elemente außerhalb des drehendes Systems angeschlossen sind, so dass eine auftretendes schwin- gungsdämpfende oder schwingungstilgende und/oder schwingungsisolierende Wirkung über die eine oder mehreren Leitungen in das drehende System rückge- koppelt ist. Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren schwin- gungsdämpfenden und/oder schwingungstilgenden und/oder schwingungsisolie- renden Elemente außerhalb des sich im Betrieb drehenden Systems wenigstens einen hydraulischen Aktor (Hydraulik-Zylinder) und/oder wenigstens einen Spei- cher potentieller Energie und/oder wenigstens eine Dämpfungseinrichtung umfas- sen.
Der Hydraulik-Zylinder kann in verschiedener weise ausgebildet sein. Denkbar ist der Einsatz eines zweiseitig betätigbaren Kolbens. Darauf ist der Begriff hier aber nicht beschränkt. Der eine oder die mehreren Hydraulik-Zylinder können auch an- ders ausgestaltet sein. Der Hydraulik-Zylinder kann z.B. vorteilhaft auf der einen Seite eines axial verschieblichen Kolbens eine in der Größe durch Verschieben des Kolbens sich verändernde Fluidkammer mit einem Fluidanschluss und auf der anderen Seite des Kolbens einen mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllten Raum aufweisen, der somit eine Art Gasfeder, insbesondere eine Luftfeder, aus- bildet. In diesem Fall ist es zweckmäßig, zwei der vorstehend beschriebenen Hyd- raulikzylinder mit Gasfeder einzusetzen. Es werden beispielsweise die beiden Zu- leitungen aus Fig 3 (siehe die dortige Beschreibung) anstatt an den beidseitig be- aufschlagten Kolben jeweils an einen der Hydraulikanschlüsse der beiden Hydrau- likzylinder mit Gasfeder angeschlossen, also sozusagen auf jeweils eine Luftfeder gegeben (ohne Kolben).
Es kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren schwingungsdämp- fenden und/oder schwingungstilgenden und/oder und/oder schwingungsisolieren- den Elemente außerhalb des drehenden Systems nicht nur passiv wirkende Bau- elemente sondern wenigstens eine aktiv wirkende Vorrichtung wie eine ansteuer- bare Pumpe umfassen.
Durch die nach Anspruch 1 vorgeschlagene und nach den Unteransprüchen wei- terentwickelte Vorrichtung werden vorzugsweise die bei Drehschwingungen auftre- tende Relativbewegungen zwischen den beiden Kupplungshälften fluidisch - d.h. hydraulisch oder pneumatisch - in einen sich nicht drehenden Bereich außerhalb des drehenden System übertragen, in dem für die Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation erforderliche Maß- nahmen ohne die eingangs genannten Beschränkungen durchgeführt werden kön- nen. So können sämtliche oder es kann ein Teil der für die Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation erforderlichen Maß- nahmen außerhalb des drehenden Systems umgesetzt werden. Dies ist von gro- ßem Vorteil, da auch nachträgliche Veränderungen durchführbar sind. Weitere Vorteile sind:
Bauraumbeschränkungen an der Welle können durch die Verlagerung von Feder und Dämpfer gelöst werden.
Die Abstimmung von Feder und Dämpfer können nachträglich an das Schwingungsverhalten des realen Systems angepasst werden.
Durch aktive Elemente, z. B. Flydraulikpumpen kann das
Schwingungsverhalten des Systems weiter verbessert werden.
Die Realisierung eines semiaktiven Systems, z. B. durch ein
drehzahlabhängiges Zu- oder Abschalten von Feder- oder
Dämpferelementen ist einfach möglich.
Die Verwendung von Luftfedern, deren Steifigkeit sich durch Aufpumpen einfach verändern lässt ist möglich.
Es lassen sich kostengünstige, standardisierte Bauelemente, wie
Schraubendruckfedern, Stoßdämpfer und hydraulische Durchführungen verwenden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen darge- stellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel dient lediglich der Veranschaulichung der Erfindung anhand einer bevorzugten Kon- struktion, welche aber die Erfindung nicht abschließend darstellt. Es sind insofern im Rahmen der Ansprüche auch andere Ausführungsbeispiele sowie Modifikatio- nen und Äquivalente des dargestellten Ausführungsbeispiels realisierbar. Es zei- gen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elastischen Kupplung;
Fig. 2 einen schematisch dargestellten Schnitt quer zur Drehachse einer erfin- dungsgemäßen elastischen Kupplung; und Fig. 3 einen schematisch dargestellten Radialschnitt durch die erfindungsgemäße elastische Kupplung aus Fig. 1 sowie einen schematisch dargestellten Hyd- raulikzylinder, eine Feder und einen Dämpfer.
In Fig. 1 sind mit dem Bezugszeichen 1 eine Primärmasse - hier eine erste Kupp- lungshälfte einer elastischen Kupplung und mit dem Bezugszeichen 2 eine Sekun- därmasse - hier eine zweite Kupplungshälfte der elastischen Kupplung bezeich- net, wobei im Folgenden aus Gründen der Vereinfachung lediglich noch von einer Kupplung gesprochen wird.
Die erste Kupplungshälfte 1 -auf der Kupplungseingangsseite- ist im Sinne einer Drehmomentübertragung drehfest mit einer ersten Welle 3a und die zweite Kupp- lungshälfte 2 -der Kupplungsausgangsseite- ist zur Drehmomentübertragung drehfest mit einer zweiten Welle 3b verbunden, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Die Primärmasse -also die erste Kupplungshälfte 1 - und die Sekundärmasse - also die zweite Kupplungshälfte 2- bilden ein sich im Betrieb drehendes System.
Zwischen den beiden Kupplungshälften 1 , 2 ist hier schematisch eine Feder- Dämpfer-Anordnung dargestellt, die als ein Ersatzsystem für eine mechanische, viskose oder hydraulische Dämpfung dient.
Die Kupplung überträgt im Betrieb Drehmomente zwischen der ersten Welle 3a und der zweiten Welle 3b in einem Antriebssystem. Bei einer Beschleunigung oder einer Verzögerung der ersten Welle 3a entstehen Drehmomentspitzen, die sich auch als Drehschwingungen bemerkbar machen können und das gesamte An- triebssystem entsprechend mechanisch zusätzlich belasten.
Durch die Feder-Dämpfer-Anordnung wird eine begrenzte Relativbeweglichkeit zwischen den beiden Kupplungshälften 1 , 2 ermöglicht, so dass eine„Entkopp- lung“ bzw. Isolation der Drehschwingungen zwischen den beiden Kupplungshälften 1 , 2 und damit zwischen der ersten Welle 3a und der zweiten Welle 3b erreicht ist. Dadurch fallen entsprechende Drehmomentspitzen betragsmäßig kleiner aus als mit einer starren Kupplung. Dadurch wird das Antriebssystem vorteilhaft mecha- nisch weniger belastet.
In Fig. 2 ist in einem Schnitt quer zur Drehachse eine erfindungsgemäße Kupplung schematisch dargestellt. Zwischen der Primärmasse bzw. der ersten Kupplungshälfte 1 und der Sekundär- masse - hier dem Nabenteil 2 -bzw. der zweiten Kupplungshälfte 2 sind, was Fig. 2 zeigt, mehrere mit Flüssigkeit oder mit Luft gefüllte Kammern 4, 5 vorgesehen, wobei diese Kammern 4, 5 jeweils durch radial verlaufende Stege 6 der zweiten Kupplungshälfte 2 bzw. 7 der ersten Kupplungshälfte 1 begrenzt sind.
Die Kammern 4, 5 bilden einen Teil des sich drehenden Systems. Sie bilden zu- dem einen Teil einer Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwin- gungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbewegung zwischen der ersten Kupplungshälfte 1 und der zweiten Kupplungshälfte 2, wobei diese Bau- gruppe teilweise außerhalb des sich drehenden Systems der Kupplung ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass sie dort eine oder mehrere Bauteile aufweist.
Die Kammern 4, 5 sind mit einer hydraulischen oder pneumatischen Drehdurchfüh- rung 8 durch Radialbohrungen 9 bzw. 10 verbunden.
Durch die Drehdurchführung 8 sind die Radialbohrungen 9 bzw. 10 mit nach au- ßen führenden, nicht mitdrehenden Bereich liegenden Leitungen 9 bzw. 10 ver- bunden. Diese Leitungen 9, 10 münden im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in ein Gehäuse 11 , in dem ein Kolben 12 beweglich angeordnet ist.
Derart wird ein weiterer Teil der Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbewegung zwi- schen der ersten Kupplungshälfte 1 und der zweiten Kupplungshälfte 2 gebildet, wobei dieser Teil der Baugruppe ganz oder teilweise außerhalb des sich drehen- den Systems der Kupplung ausgebildet ist.
Eine Kolbenstange 13 des Kolbens 12 ist hier durch einen Speicher potentieller Energie, insbesondere eine Feder, besonders vorzugsweise eine Schraubenfeder 14, belastet. Parallel zu dieser Feder ist ein mechanisches Dämpfungselement 15 geschaltet.
Somit sind die für eine Schwingungsdämpfung (und/oder -tilgung und/oder - Isolation) erforderlichen Bauteile in den nicht drehenden äußeren Bereich der zu beeinflussenden beiden Wellen 3a, 3b verlegt, so dass alle erforderlichen Maß- nahmen in diesem Bereich durchgeführt und auch, was von großem Vorteil ist, verändert werden können. So kann beispielsweise durch Veränderung der Einstellung der Schraubenfeder 14 die Tilgerfrequenz wunschgemäß verändert werden. Ebenso kann statt einer Schraubenfeder 14 als Kraftspeicher auch eine Luftfeder verwendet werden, die durch mehr oder weniger starkes Aufpumpen eine veränderbare Steifigkeit aufwei- sen kann.
Eine Abstimmung von Schraubenfeder 14 und Dämpfungselement 15 kann jeder- zeit nachträglich an das Schwingungsverhalten des vorhandenen Systems ange- passt werden.
Zusätzlich können (in den Zeichnungen nicht dargestellte aktive Elemente) wie z.B. Hydraulikpumpen das Schwingungsverhalten des Systems weiter verbessern.
Ebenfalls ist die Realisierung eines semiaktiven Systems, z.B. durch eine dreh- zahlabhängige Zu- oder Abschaltung von Feder- oder Dämpferelementen auf ein- fache Art und Weise möglich.
Insgesamt werden für die gesamte Baugruppe lediglich kostengünstige, standardi- sierte Bauelemente wie Schrauben-Druckfedern, Stoßdämpfer und hydraulische oder pneumatische Durchführungen benötigt.
Wie insbesondere Fig. 2 deutlich macht, sind jeweils zwei einander diametral ge- genüberliegende Kammern 4, 5 vorgesehen, die in der angegebenen Art und Wei- se jeweils durch die radial verlaufenden Stege 6 der zweiten Kupplungshälfte 2 und 7 der ersten Kupplungshälfte 1 unterteilt sind.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Schwungring
2 Nabenteil
3a Welle
3b Welle
4 Kammer
5 Kammer
6 Steg
7 Nabenteil
8 Drehdurchführung
9 Radialbohrung / Leitung
10 Radialbohrung / Leitung
11 Gehäuse
12 Kolben
13 Kolbenstange
14 Schraubenfeder
15 Dämpfungselement

Claims

Ansprüche
1. Elastische Kupplung mit einem drehenden System, das eine erste drehbare Welle (3a) und eine zweite drehbare Welle (3b) zur Drehmomentübertragung verbindet, wobei das drehende System eine drehfest an der ersten Welle (3a) befestigbare erste Kupplungshälfte (1 ) - Primärmasse - und eine drehfest an der zweiten Welle (3b) befestigbare zweiten Kupplungshälfte (2) - Sekundär- masse - aufweist, wobei die Sekundärmasse relativ zur Primärmasse be- grenzt beweglich ist und wobei eine Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbe- wegung zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbe- wegung zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse jedenfalls teil- weise außerhalb des sich drehenden Systems der elastischen Kupplung ausgebildet ist.
2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Baugruppe zur Schwingungsdämpfung und/oder Schwingungstilgung und/oder Schwingungsisolation der Relativbewegung zwischen der Primär- masse und der Sekundärmasse eine oder mehrere mit einem Fluid gefüllte Kammer(n) (4, 5) als Teil des sich drehenden Systems aufweist, deren Volu- men im Falle von Drehschwingungen und der sich damit ergebenden Rela- tivbewegungen zwischen Primärmasse und Sekundärmasse veränderbar ist.
3. Elastische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenveränderung über eine Drehdurchführung (8) für das Fluid aus dem drehenden System über eine oder mehrere Leitungen (9, 10) in einen nicht mitdrehenden Bereich außerhalb des sich drehenden Systems übertragen ist.
4. Elastische Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (9, 10) an eines oder mehrere schwingungsdämpfende und/oder schwingungstilgende und/oder schwingungsisolierende Elemente außerhalb des drehendes Systems angeschlossen sind, so dass eine auftretendes schwingungsdämpfende und/oder schwingungstilgende und/oder schwin- gungsisolierende Wirkung über die eine oder mehreren Leitungen in das dre- hende System rückgekoppelt ist.
5. Elastische Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren schwingungsdämpfenden und/oder schwingungstilgenden und/oder schwingungsisolierenden Elemente außerhalb des drehendes Systems wenigstens einen Hydraulikzylinder um- fassen.
6. Elastische Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren schwingungsdämpfenden oder schwingungstilgenden und/oder schwingungsisolierenden Elemente au- ßerhalb des drehendes Systems wenigstens einen Speicher potentieller Energie umfassen.
7. Elastische Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren schwingungsdämpfenden oder schwingungstilgenden und/oder schwingungsisolierenden Elemente au- ßerhalb des drehenden Systems wenigstens eine Dämpfungseinrichtung um- fassen.
8. Elastische Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren schwingungsdämpfen- den oder schwingungstilgenden und/oder schwingungsisolierenden Elemente außerhalb des drehendes Systems wenigstens eine aktiv wirkende Vorrich- tung wie eine ansteuerbare Pumpe umfassen.
9. Elastische Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Kammern (4, 5) vorgesehen sind.
10. Elastische Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (4, 5) jeweils durch radial verlaufende Stege (6, 7) der zweiten Kupplungshälfte (2) einerseits und der ersten Kupplungshälfte (1 ) anderer- seits unterteilt sind.
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