Elastische Kupplung für Wellen. Die Erfindung bezieht sich auf eine ela stische Kupplung für Wellen mit radial zur Welle verlaufenden Federgliedern und besteht darin, dass das eine Ende der Federglieder in einem Teil der einen Kupplungsseite starr eingespannt und das andere Ende der Feder glieder mit der zweiten Kupplungsseite ge lenkig verbunden ist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 und 2 stellen im Querschnitt (siehe Schnittlinie 9.-B der Fig. 2) und im Längs schnitt ein Ausführungsbeispiel dar; Fig. 3 zeigt eine Einzelheit des Ausfüh rungsbeispiels nach Fig. 1 und 2, und schliess lich veranschaulichen die Fig. 4, 5 und 6 je eine Variante des Er findungsgegenstandes.
Die eine Kupplungsseite ist mit der an treibenden Welle 1 verbunden. Ein zu dieser ersten Kupplungsseite gehörender erster Teil 2 ist mittels der Bolzen 3 auf der Welle 1 aufgeschraubt. Die zweite Kupplungsseite ist mit der angetriebenen Welle 5 verbunden. Der Kupplungsteil 4 der zweiten Kupplungs- seite ist mittels der Bolzen 6 auf einem Flansch der Welle 5 aufgeflanscht. Zwischen den beiden Kupplungsseiten sind die federnden Glieder 7 eingeschaltet, die mit ihren beiden Enden mit dem Teil 2 bezw. 4 der Kupp- lang verbunden sind. Die eine Kupplungs seite ist durch ein Lager und eine Stirnplatte gegenüber der andern Kupplungsseite geführt.
Ausserdem ist auf dem einen Teil 2 der Kupp lung ein Zahnkranz 2' angeordnet, der zum Anwerfen einer mit der Welle 1 verbundenen Brennkraftmaschine dienen kann.
Die federnden Glieder 7 sind an ihrem einen Ende zwischen die Segmente 8 bezw. 9 eines Ringes 11 eingespannt. Zur Befesti gung des Segmentringes mit dem Teil 2 der Kupplung sind einzelne Segmente 9 mit einer Bohrung versehen und durch Passschrauben 10 mit dem Teil 2 verbunden.
Die innern Enden der Federglieder 7 sind in den zwischen den Zähnen 12 (Fig. 1 und 3) befindlichen Lücken des zweiten Teils 4 der Kupplung eingeschoben. Zweckmässig sind die federnden Glieder 7 und die Zahnlücken so bemessen, dass in der Ruhelage jedes Feder- glied 7 je eine Fläche zweier benachbarter Zähne 12 gemeinsam berührt. Wird durch die Belastung der Kupplung das federnde Glied 7 in die strichpunktiert gezeichnete Form 7' (Fig. 3) verbogen, so schmiegt sich das Glied der Abrundung 13 des Schlitzes zwischen den Segmenten 8 bezw. 9 an. Unter Umständen berührt am andern Ende das fe dernde Glied nur noch eine Flanke der Zähne 12. Die federnden Glieder wirken demnach im Sinne eines einseitig eingespannten Trägers.
Die Dicke d des federnden Gliedes ist über die ganze Länge dieselbe. Dagegen nimmt seine Breite b in der Weise ab, dass die Biegungsbeanspruchung über die ganze Länge ein und dieselbe ist. Die dadurch gegen das Zentrum der Kupplung sich erge bende Verjüngung der federnden Elemente ergibt auch den für die Anordnung der Kupp lungssehrauben 3 notwendigen Platz, so dass die Baulänge der Kupplung auf ein Mindest mass beschränkt wird.
Die Nasen 14 des einen Teils 2 der Kupp lung und die Nasen 15 des zweiten Teils 4 der Kupplung dienen als Begrenzung der Re lativverdrehung zwischen den beiden Kupp lungsseiten in der Weise, dass die Beanspru chung der Federglieder ein zulässiges Mass nicht übersteigt.
Um eine kräftige Einspannung der Feder glieder 7 zu erreichen, können, wie im Aus führungsbeispiel nach Fig. 4 gezeigt, die Seg mente 8 in ihrer Gesamtheit zwei Kegelflächen 16 und 17 besitzen, auf die der zweite Teil 2 der Kupplung und der Ring 11 mit ent sprechenden Gegenkegelflächen durch die Bol zen 10 aufgepresst werden können. Dadurch werden die Segmentkörper 8 gegen die Achse der Welle gepresst, wobei ihr Abstand so lange vermindert wird, bis die Federglieder 7 fest eingespannt sind.
Die Federglieder 7 können auch, wie in Fig. 5 gezeigt, in Schlitze 18 von zylindri schen Bolzen oder Walzen 19 eingeschoben sein, derart, dass sich die Walzen 19 bei Ver biegung der Federglieder 7 in die Stellung 7' in entsprechenden Ausnahmen des zweiten Teils 4 der Kupplung drehen können. Durch Bearbeitung kann das federnde Glied 7 über seine Länge auch eine verschiedene Dicke erhalten. So ist beim Ausführungs beispiel nach Fig. 6 beispielsweise das ein gespannte Ende so geformt, dass es an zwei Stellen 20 und 21 auf den Segmenten 8 zur Auflage gelangt, während es durch eine sorg fältige, jede Kerbwirkung verhindernde Run dung 22 in den verbiegbaren Teil übergeht.
Das angelenkte Ende 23 des federnden Glie des 7 besitzt die Form einer Teilwalze, der art, dass in der Nute 24 des zweiten Teils 4 der Kupplung auch in verbogenem Zustand 7' des Federgliedes Spiel nicht entsteht. Die Breite des Schlitzes 24 bezw. der Durch messer der Walze sind so zu wählen, dass der plattenförmige Teil des Federgliedes 7 auch bei der grössten Durchbiegung mit dem Teil 4 der Kupplung nicht in Berührung kommen kann.
Zwei Vorteile der beschriebenen Kupp lungen bestehen darin, dass auch bei Über tragung eines grossen Drehmomentes eine grosse Elastizität gewährleistet ist und dass die Kupplung ganz besonders kurz gebaut werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass beim Entstehen von Schwin gungen während des Durchganges durch den Nullpunkt eine stete Veränderung der elasti schen Kräfte gewährleistet ist und ein Sprung von einem bestimmten positiven zu einem ent sprechenden negativen Wert verhindert wird.
Die Erfindung eignet sich ganz besonders zur Erreichung günstiger Kraftverhältnisse bei Wellensystemen, welche, von einer Brenn- kraftmaschine angetrieben, Drehschwingungen erleiden. Durch die grosse Elastizität der Kupplung wird die Kurbelwelle der Brenn- kraftmaschine ausserhalb des Schwingungs knotenpunktes verlegt, so dass bei geeigneter Dimensionierung die Schwingungsbeanspru chung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auf einen vernachlässigbaren Wert vermin dert wird.
Die Einspannung der Federglieder kann auch anders ausgebildet sein. So kann jedes Federglied unabhängig von dem andern in besonderen Vorrichtungen eingespannt sein. Auch die Anordnung der Einspannungsvor richtungen kann anders wie die beschriebene sein. So kann z. B. die feste Einspannung der Federglieder an dem der Welle zugewandten Ende der Federglieder erfolgen, während die der Welle abgewandten Enden der Federglie der durch eine gelenkige Verbindung mit einem Teil der Kupplung verbunden sind.
Flexible coupling for shafts. The invention relates to an elastic coupling for shafts with spring members extending radially to the shaft and consists in the fact that one end of the spring members is rigidly clamped in part of one coupling side and the other end of the spring members is hingedly connected to the second coupling side .
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
Fig. 1 and 2 show in cross section (see section line 9.-B of Fig. 2) and in longitudinal section an embodiment; Fig. 3 shows a detail of the Ausfüh approximately example according to FIGS. 1 and 2, and finally Lich illustrate FIGS. 4, 5 and 6 each a variant of the subject invention.
One clutch side is connected to the driving shaft 1. A first part 2 belonging to this first coupling side is screwed onto the shaft 1 by means of the bolts 3. The second coupling side is connected to the driven shaft 5. The coupling part 4 of the second coupling side is flanged onto a flange of the shaft 5 by means of the bolts 6. Between the two coupling sides, the resilient members 7 are switched on, respectively with their two ends with the part 2. 4 of the coupling are connected. One clutch side is guided through a bearing and an end plate opposite the other clutch side.
In addition, a ring gear 2 'is arranged on one part 2 of the coupling, which can be used to start an internal combustion engine connected to the shaft 1.
The resilient members 7 are respectively at one end between the segments 8. 9 of a ring 11 clamped. For fastening the segment ring with part 2 of the coupling, individual segments 9 are provided with a bore and connected to part 2 by fitting screws 10.
The inner ends of the spring members 7 are inserted into the gaps of the second part 4 of the coupling located between the teeth 12 (FIGS. 1 and 3). The resilient members 7 and the tooth gaps are expediently dimensioned in such a way that in the rest position each spring member 7 touches a surface of two adjacent teeth 12 together. If the resilient member 7 is bent into the dot-dashed shape 7 '(Fig. 3) by the load on the coupling, the member of the rounding 13 of the slot between the segments 8 or 9 at. Under certain circumstances, the resilient member only touches one flank of the teeth 12 at the other end. The resilient members thus act in the sense of a carrier clamped on one side.
The thickness d of the resilient member is the same over the entire length. On the other hand, its width b decreases in such a way that the bending stress is one and the same over the entire length. The resulting tapering of the resilient elements towards the center of the coupling also provides the space necessary for the arrangement of the coupling screws 3, so that the overall length of the coupling is limited to a minimum.
The lugs 14 of one part 2 of the coupling and the lugs 15 of the second part 4 of the coupling serve to limit the relative rotation between the two coupling sides in such a way that the stress on the spring members does not exceed a permissible level.
To achieve a strong clamping of the spring members 7, as shown in the exemplary embodiment from FIG. 4, the Seg elements 8 in their entirety have two conical surfaces 16 and 17 on which the second part 2 of the coupling and the ring 11 with corresponding counter-conical surfaces by the Bol zen 10 can be pressed. As a result, the segment bodies 8 are pressed against the axis of the shaft, their spacing being reduced until the spring members 7 are firmly clamped.
The spring members 7 can also, as shown in Fig. 5, be inserted into slots 18 of cylindri's bolts or rollers 19, such that the rollers 19 when the spring members 7 are bent into the position 7 'in corresponding exceptions of the second part 4 of the clutch can turn. By machining, the resilient member 7 can also be given a different thickness over its length. So in the execution example according to Fig. 6, for example, one tensioned end is shaped so that it comes to rest at two points 20 and 21 on the segments 8, while it is made by a careful, any notch effect preventing round 22 in the bendable part transforms.
The articulated end 23 of the resilient Glie of the 7 has the shape of a part of the roller, such that play does not arise in the groove 24 of the second part 4 of the coupling even when the spring member is bent 7 '. The width of the slot 24 respectively. the diameter of the roller should be selected so that the plate-shaped part of the spring member 7 cannot come into contact with the part 4 of the coupling even with the greatest deflection.
Two advantages of the couplings described are that, even when a large torque is transmitted, great elasticity is guaranteed and that the coupling can be made particularly short. Another advantage is that if vibrations arise during the passage through the zero point, a constant change in the elastic forces is guaranteed and a jump from a certain positive to a corresponding negative value is prevented.
The invention is particularly suitable for achieving favorable force ratios in shaft systems which, driven by an internal combustion engine, suffer torsional vibrations. Due to the great elasticity of the coupling, the crankshaft of the internal combustion engine is moved outside of the vibration node, so that with suitable dimensioning the vibration stress on the crankshaft of the internal combustion engine is reduced to a negligible value.
The clamping of the spring members can also be designed differently. Each spring member can be clamped in special devices independently of the other. The arrangement of the Einspannungsvor directions can be different from that described. So z. B. the fixed clamping of the spring members at the end of the spring members facing the shaft, while the ends of the spring members facing away from the shaft are connected by an articulated connection to part of the coupling.