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Vorrichtung zur elastischen Verbindung zweier gleichachsiger Körper
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elastischen Verbindung zweier gleichachsiger Körper, die sich relativ zueinander verdrehen können unter Verwendung mehrerer elastisch verformbarer Glieder, die in einem der Körper mittels eines diesen Körper konzentrisch einschliessenden Spannringes eingespannt sind und in den zweiten Körper eingreifen und besteht darin, dass zusätzlich zu dem Spannring ein oder mehrere Innenringe zur Einspannung der elastisch verformbaren Glieder konzentrisch zum Spannring angeordnet sind, die sich längs einer Kegelfläche berühren, so dass durch ihr gegenseitiges Zusammenwirken ein tangentialer Druck auf die eingeschlossenen Glieder ausgeübt wird.
Als elastisch verformbare Glieder können Torsionsstäbe. Blattfedern od. dgl. benützt werden, die jeweils um die gemeinsame Achse der gleichachsigen Teile herum angeordnet sind, wobei jedes dieser Glieder nur einen Teil des zu übertragenden Drehmomentes aufnimmt.
Es sind bereits elastische Wellenkupplungen bekannt, bei welchen die elastisch verformbaren Glieder in Flanschen der beiden miteinander zu kuppelnden Wellen eingespannt sind, doch ist. der Aufbau und die Einpannung dieser Glieder kompliziert und daher nur teuer herstellbar. Praktische Erfahrungen mit Kupplungen haben jedoch gezeigt, dass es zur Vermeidung von Passungsrost und von schädlichen Abnützungen an den Einspannstellen nötig ist die Federelemente in tangentialer Richtung stark zusammenzupressen. Um diese hohe Pressung zu erzielen müsste ein zylindrischer Spannring mit einem erheblichen, Untermass ausgeführt werden. Infolge dieses Untermasses ist es aber dann sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, den Spannring über die lose aneinanderliegenden Federelemente und Zwischenstücke zu schieben.
Der Zusammenbau und die Demontage derartiger elastischer Kupplungen werden entscheidend vereinfacht, wenn erfindungsgemäss zwischen dem Spannring ein oder mehrere Innenringe konzentrisch angeordnet sind, die sich längs einer Kegelfläche berühren derart, dass durch ihr gegenseitiges axiales Zusammendrücken ein tangentialer Druck auf die eingeschlossenen Glieder ausgeübt wird.
Die Anordnung so gestalteter Spannringe ermöglicht die Erzielung einer unbegrenzt hohen tangentialen.
Pressung der elastisch verformbaren Glieder aneinander.
Wiewohl derartige Innenringe auch ungeschlitzt die Montage und die gewünschte Spannwirkung zu erzielen gestatten, ist es zweckmässig diese tangentiale Pressspannung durch Ausbildung entsprechend breiter Schlitze im Innenring durch Zusammenziehung des Spannringes über die Schlitzbreite zu beliebig hohem Mass zu steigern.
Die Vorrichtung kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, insbesondere zur elastischen Kupplung von Wellen oder gegeneinander verdrehbaren oder schwingenden Teilen, sowie auch zur Dämpfung von Drehschwingungen oszillierender oder drehender Wellen.
In allen Fällen gestattet die Vorrichtung eine elastische Verbindung die gleichzeitig energievernichtend und daher dämpfend wirkt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt
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Nach dem dargestellten Beispiel besteht die Einrichtung zur elastischen Verbindung zweier gleichachsiger Körper (umlaufende Wellen oder andere), die sich relativ zueinander um eine gemeinsame AchseX - X verdrehen können, aus Paketen 17 von Federn 18, die radial und in Ebenen parallel zur Drehachse X - X zwischen den zu verbindenden Teile 19 und 20 angeordnet sind. Die Federpakete 17, die
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nach Art eines Kranzes um den Kupplungsstern 21 des Teiles 20 angeordnet sind, werden mit Hilfe der Zwischenstücke 22 durch den sie umgebenden Schrumpfring 23a, der unter tangentialer Spannung steht, zusammengedrückt und eingespannt. Durch Schrauben 26, welche die Zwischenstücke 22 durchdringen, wird das Ganze an dem Kupplungsflansch des Teiles 19 einerseits und an dem Abschlussdeckel 25 anderseits befestigt.
Erfindungsgemäss ist nun zwischen dem Ring 23a und den Blattfederpaketen 17 ein konischer Zwischenring 40 vorgesehen, der zweckmässigerweise an der Stelle 41 geschlitzt ist.
Bei dem Zusammenbau ordnet man zunächst die Federpakete 17 und die Zwischenstücke 22 innerhalb des Zwischenringes 40 an. Sodann stülpt man den äusseren Ring 23a über den Innenring 40 und zieht die Schrauben 26 an. Während des Anziehens gleiten die beiden Ringe längs ihrer Kegelflächen 42 aufeinander. Durch diesen axialen Druck wird der Ring 23a in tangentialer Richtung gespannt. Der Innenring 40 überträgt den durch die tangentiale Spannung des Ringes 23a hervorgerufenen Druck auf die Federpakete 17 und die Zwischenstücke 22.
Die freien Enden der Federpakete 17 greifen in Ausschnitte 27 ein, die am äusseren Umfang des Kupplungsteiles 21 vorgesehen sind. Die Federpakete 17 sind in an sich bekannter Weise so ausgebildet, dass ihr Widerstandsmoment von ihrem freien Ende bis zur Stelle ihrer Einspannung zunimmt.
Die durch die Federpakete 17 zusammen mit den Zwischenstücken 22 und dem Innenstern 21 gebildeten Kammern oder Abteilungen 28 können in an sich bekannter Art mit einer Flüssigkeit gefüllt sein.
Diese Kammern stehen untereinander in Verbindung einerseits durch die Spalten 29, 30 zwischen dem
Innenstern 21 und dem Kupplungsflansch des Teiles 19 bzw. dem scheibenförmigen Teil 25, anderseits durch die Spalten 29,30 zwischen den Zwischenstücken 22 und dem Umfang des Innensternes 21. Die Kammern oder Abteilungen 28 sind mit einer viskosen Flüssigkeit, z. B. Schmieröl gefüllt. Wenn nun die Federpakete 17 durch das zu übertragende Drehmoment deformiert werden, das z. B. eine Verdrehung des Innensternes im Uhrzeigersinn gegenüber dem Kupplungsflansch 19 bewirkt, so wird das Volumen der linken Kammern oder Abteilungen 28 verkleinert, während das der rechten Kammern oder Abteilungen 28 zunimmt. Das in den ersteren eingeschlossene Öl wird durch die vorbeschriebenen Spalten in die letzteren gedrückt.
Die Pumpwirkung dieser Flüssigkeit bremst in Verbindung mit der elastischen Kraft der Federpakete die Bewegung des Innensternes 21 relativ zum Aussenteil der Kupplung und bewirkt dadurch eine wirksame Dämpfung hinsichtlich Drehschwingungen.
Man kann die vorstehend beschriebenen Elemente auch zur Konstruktion eines Drehschwingungsdämp- fers verwenden. Bei einer solchen Ausführungsform wird der Innenstern 21 auf der Welle 19 befestigt, deren Schwingungen gedämpft werden sollen. Die Federpakete 17 stellen eine elastische Verbindung zwi- schen dem Innenstern 21 und dem in Form einer Schwungmasse ausgebildeten Ring 23a her. In letzterem Fall werden die Federblätter 18 der Pakete 17 auch verschieden lang jedoch symmetrisch zur Mittellinie dieser Pakete 17 angeordnet, derart, dass sie der Bewegung in jedem der beiden Drehsinne der Welle 19 denselben Widerstand entgegensetzen.
Aus den beschriebenen Ausführungsformen ergibt sich, dass die erfindungsgemässe Einrichtung zur ela- stischen Verbindung zweier Teile einerseits als elastische Wellenkupplung im eigentlichen Sinne oder auch als Einrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Welle oder beliebiger umlaufender Teile ver- wendet werden kann.
In allen Fällen vereinigt die Vorrichtung in einem, in seinen Abmessungen gedrungenen und auch relativ billig herstellbarenMaschinenteil die beiden Möglichkeiten einer eiastischen Verbindung mit einer
Stossenergie verniciitendendämpfung wie sie etwa auch bei Rüttelbewegungen von Triebwerksteilen erfor- derlich ist mit einer einfachen Montage und der Ermöglichung höchster Pressdrücke an den Einspannstellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur elastischen Verbindung zweier gleichachsiger Körper, die sich relativ zueinander verdrehen können unter Verwendung mehrerer elastisch verformbarer Glieder, die in einem der Körper mittels eines diesen Körper konzentrisch umschliessenden Spannringes eingespannt sind und in den zweiten
Körper eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Spannring (23a) ein oder mehrere Innenringe (40) zur Einspannung der elastisch verformbaren Glieder (18) konzentrisch zum Spannring (23a) angeordnet sind, die sich längs einer Kegelfläche berühren, so dass durch ihr gegenseitiges Zusammen- wirken ein tangentialer Druck auf die eingeschlossenen Glieder ausgeübt wird.