DE2130247C3 - Elastische Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung zur Drehmomentübertragung zwischen rotierenden Wellen, mit einem elastischen Zwischenkörper, der einerseits mit den Armen eines mit der einen Welle verbundenen Sterns und andererseits mit zur Vorspannung radial bewegbaren Zwischenbewehrungen verbunden ist, die jeweils eine axiale Bohrung zur Aufnahme eines mit der anderen Welle verbundenen Bolzens haben.

Durch die DE-OS 14 25 372 ist eine elastische Kupplung zur Drehmomentübertragung zwischen rotierenden Wellen mit einem elastischer; Zwischenkörper bekannt, der einerseits mit den Armen eines mit der einen Welle verbundenen Sterns und andererseits mit radial beweglichen Zwischenbewehrungen verbunden ist, die axiale Bohrungen zur Aufnahme der einen Enden von Bolzen haben, die mit ihren anderen Enden in einem Flansch der anderen Welle gelagert sind. Zum Zwecke der Erzeugung einer Vorspannung werden die Zwischenbewehrungen unter elastischer Verformung des Zwischenkörpers radial nach innen verschoben, worauf zum Aufrechterhalten der Vorspannung die Bolzen in die axialen Bohrungen der Zwischenbewehrungen eingeführt werden. Die im Wellenflansch einseitig gelagerten Bolzen sind durch die Vorspannungskrafl und durch die während der Drehung der Wellen auftretenden Fliehkräfte stark belastet.

Bei einer durch die US-PS 34 18 827 bekannten elastischen Kupplung wird die Vorspannung im elastischen Zwischenkörper durch Zusammenpressen von zwei halbzylinderfönviig ausgebildeten Haltern erzeugt, an deren Innenflächen der Zwischenkörper anvulkanisiert ist. Zum Aufrechterhalten der Vorspannung wird der zusammengepreßte Zwischenkörper mit den Haltern in eine starre Glocke eingesetzt. Eine im elastischen Zwischenkörper liegende Zwischenbewehrung hat Bohrungen zur Aufnahme der einen Enden von Bolzen, die mit ihren anderen Enden im Flansch der einen Kupplungshälfte gelagert sind. Auch diese Bolzen müssen die während der Drehung der Wellen auftretenden Fliehkräfte aufnehmen, durch die sie stark belastet sind.

Durch die FR-PS 15 26 888 ist eine als Drehschwingungsdämpfer wirkende elastische Kupplung für Kupplungsscheiben bekannt, bei der der elastische Zwischenkörper unter Vorspannung in ein aus zwei Halbschalen bestehendes Gehäuse eingelegt ist, an dem die Kupplungsscheibe befestigt ist In schlitzförmigen Ausnehmungen auf beiden Seiten des Gehäuses greifen Ansätze der Zwischenbewehrungen des elastischen Zwischenkörpers ein. Durch diese Verbindung des elastisehen Zwischenkörpers mit dem Gehäuse soll die bisherige Verbindung dieser Teile mit Nieten oder Schrauben einfacher und billiger gestaltet werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine elastische Kupplung der eingangs gekennzeichneten Ar^. so aus-

to zubilden, daß die Bolzen von der für die Vorspannung

des elastischen Zwischenkörpers aufzubringenden

Kraft sowie der im Betrieb der Kupplung auftretenden Riehkraft entlastet sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

löst, daß der elastische Zwischenkörper in eine Trommel eingespannt ist, die einen durchbrochenen Boden mit Löchern aufweist, die die mit den Zwischenbewehrungen verbundenen Bolzen aufnehmen. In vorteilhafter Weise ist jeder Bolzen innerhalb der Trommel in

jo der Art eines zweiseitig gelagerten Stabes angeordnet. Dank der Einspannung des elastischen Zwischenköripers in der Trommel und der zweiseitigen Lagerung der Bolzen werden die Vorspannungskraft und die Fliehkräfte in der Kupplung selbst aufgenommen und

die Bolzen von diesen Kräften entlastet.

Ein vorteilhaftes Erfindungsmerkmal betrifft den durchbrochenen Trommelboden, der durch radiale Arme gebildet ist Diese haben eine ausreichende Festigkeit, wobei das zwischen ihnen im Trommelboden ausgesparte Material in vorteilhafter Weise zur Gewichtsverminderung der Kupplung beiträgt

Die Erfindung ist an Hand zweier Ausführungsbeispiele erläutert Es zeigt

F i g. I in Seitenansicht einen elastischen Zwischen-

körper für die elastische Kupplung gemäß der Erfindung nach dem Formpressen und vor dem Erzeugen der Vorspannung,

Fig.2 in einem Querschnitt längs der Linie U-Il in F i g. 3 die elastische Kupplung mi/ dem Zwischenkörper unter Vorspannung,

Fig.3 einen Axialschnitt längs der Linie IH-IIl in F i g. 2,

F i g. 4 die Seitenansicht der Kupplung mit dem Zwischenkörper und

F i g. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung zwischen den Flanschen der die Wellen aufnehmenden Muffen.

Entsprechend F i g. 5 ist die erfindungsgemäße Kupplung zwischen zwei mit Flanschen ausgebildeten

je Muffen 16 angeordnet, welche die zu kuppelnden Wellen aufnehmen. Einen Teil der elastischen Kupplung bildet ein elastischer Zwischenkörper 7, in dem verschiedene elastische Kissen vorzugsweise einen einziger Block bilden, der durch Formpressen mit einer gewis sen Anzahl radialer Bewehrungen in einem einzigen Stück hergestellt ist Der elastische Zwischenkörper 7 gemäß F i g. I kommt aus der zur Vulkanisierung des Gummis (oder eines ähnlichen Elastomers) benutzten Form, in der Elastomer und Bewehrungen fest miteinander verbunden wurden. Es sind insgesamt sechs Bewehrungen vorgesehen, die auf zwei Gruppen von je drei Stück verteilt sind. Die erste Gruppe besteht aus um 120" gegeneinander versetzten Bewehrungen, welche die Arme I eines dreiarmigen Sterns bilden. Die zweite Gruppe besteht aus zwischen den Armen 1 liegenden ebenfalls um 120" gegeneinander versetzten Zwischenbewehrungen 4, die radial verschieblich sind. Die erste Gruppe wird vorzugsweise durch drei ge-

kümpelte Blechelemente in Form der Arme I gebildet, die nach gegenseitiger VersehweiOung den dreiarmigen Stern bilden, der in seiner Mitte eine zentrale Hülse 2 und an den Enden der Arme Löcher 3 für die Bolzen zur Befestigung an dem Flansch einer der Muffen 16 (F i g. 5) hat Die Zwischenbewehrungen 4 der zweiten Gruppe sind »schwebend« in dem Sinn, daß sie weder mit der sternförmigen Bewehrung noch untereinander starr verbunden sind. Die Zwischenbewehrungen 4 sind durch Blechelemente gebildet, die aneinandergelegt, miteinander verschweißt und so gebogen sind, daß sie Löcher 6 für Befestigungsbolzen und an ihren äußeren Enden vorzugsweise zwei rechtwinkelig umgebogene Randleisten 5 aufweisen, die mit einer Gummischicht 8 von 1 bis 3 cm Dicke überzogen sind Die Bewehrungen 1 und 4 sind über den elastischen Zwischenkörper 7 miteinander verbunden. Im Zwischenkörper sind Ausnehmungen 9 und 10 ausgebildet. Zwischen den Ausnehmungen liegen »Gummifüße« II, die an der Hülse 2 haften und sich der Verformung des Zwischenkörpers 7 nach außen unter der Wirkung der Fliehkraft bei großen Drehzahlen der Wellen widersf-Jzen. Aus diesem Grunde sind vorzugsweise eine langlochförmige Ausnehmung 9 in Längsrichtung einer jeden Zwischenbewehrung 4 und zwei im allgemeinen kleinere Ausnehmungen 10 beiderseits der Achse einer jeden Zwischenbewehrung 4 vorgesehen. Nach dem Verlassen der Formpresse liegen gemäß F i g. 1 die Achsen der Löcher 3 in den Sternarmen in einer festen Entfernung r von der Achse der zentralen Hülse 2 entfernt. Die Achsen der Löcher 6 in den Zwischenbewehrungen 4 liegen nach dem Verlassen der Formpresse gemäß F i g. 1 in einem größeren Abstand R von der Achse der zentralen Hülse 2 entfernt.

Zum Zwecke der Erzeugung der Vorspannung wird der Zwischenkörper 7 unter Ausübung eines radial zur Hülse 2 gerichteten Drucks auf die Zwischenbewehrungen 4 in eine Trommel 12 eingepreßt Die Trommel ist vorzugsweise aus gekümpekem Blech hergestellt und hat einen durchbrochenen Boden mit einem heruntergebogenen Rand 13, welcher der Trommel eine Umfangssteifigkeit gibt Der Trommelboden ist in Form radialer Arme 14 ausgebildet, deren jeder ein Loch 15 in der Entfernung r von der Achse der Hülse 2 hat. Der Innendurchmesser der Trommel ist so bemessen, daß beim Einpressen des Zwischenkörpe/s in die Trommel die Achsen der Löcher 6 in den Zwischenbewehrungen 4 aus den großen Entfernungen R in die kleinen Entfernungen rvon der Achse der Hülse 2 rücken, wobei die Locher 15 im TrommelboJen mit den Löchern 6 in den Zwischenbewehrungen fluchten. Der Zwischenkörper 7 wird infolge einer Klemmwirkung durch die Gurnmischichicn 8 zusammengedrückt. Hierbei kann die Trommel infolge der durch die radialen Blecharme 14 ausgeübten Haltewirkung nicht verformt werden. Durch die flachen, mit der Gummischicht 8 überzogenen Randstreifen 5 werden die Zwischenbewehrungen 4 in ihrer Lage gehalten, wobei eine etwaige Verdrehung durch das Torsionsmoment oder den Anzug der Bolzen verhindert wird.

Die Ausnehmungen 9 und 10 im elastischen Zwischenkörper 7 erhöhen die Biegsamkeit des Zwischenkörpers und erleichtern sein Zusammendrücken beim Erzeugen der Vorspannung. Durch die Ausnehmungen werden ferner die für die Dämpfung der Fliehkräfte erforderlichen elastischen Relativbewegungen der Zwischenbewehrungen gegenüber der zentralen Hülse 2 garantiert Ermüdungserscheinungen im elastischen Material des Zwischenkörpers sind weitgehend verringert

Der elastische Zwischenkörper hat sechs Befestigungslöcher, die alle den gleichen Durchmesser haben. Wenn der Zwischenkörper vorgespannt ist, liegen alle Befestigungslöcher auf einem Kreis mit dem Befestigungshalbmesser r.

ίο Bei der in Fig.S dargestellten Kupplung sind die drei fest miteinander verbundenen Sternarme I mit dem Flansch der einen Muffe durch drei Bolzen 17 und die drei Zwischenbewehrungen 4 mit dem Flansch der anderen Muffe durch Bolzen 18 verbolzt Zweckmäßig

is erfolgt der Zusammenbau der Kupplung so, daß sich der Boden der Trommel nicht gegen die Muffe legt, an welcher sie befestigt ist sondern auf der dieser abgewandten Seite liegt, wie in F i g. 5 dargestellt, so daß die im Trommelboden ausgebildeten Arme 14 zur Aüfnähme der an den Bolzen 18 und .:;n Bewehrungen 4 angreifenden Fliehkraft beitragen, weWie bei großen Drehzahlen und ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen an den Bolzen erhebliche Biegungskräfte an der Stelle ihres Eintritts in die Muffe erzeugen würde. Es ist zu bemerken, daß die drei anderen Bolzen 17 gegen die Fliehkraft durch die Haltewirkung der sternförmigen Arme der drei fest miteinander verbundenen Bewehrungen I geschützt sind.
Für die in F i g. 5 dargestellte Ausführungsform sieht die Erfindung Mittel vor, um die Trommel 12, 13, 14 in bezug auf die zentrale Hülse 2 der aneinander befestigten sternförmigen Bewehrungen 1 zu zentrieren. Hierfür ist z. B. der innere Abschnitt des durch die Sternarme 1 gebildeten zylindrischen Ringes mit einem an ihm haftenden Gummiring 19 überzogen. Der Boden der Trommel besitzt in dem Abschnitt in welchem die Arme 14 zusammenlaufen, eine axiale rohrförmige Verlängerung 20. Beim Einsetzen des Zwischenköpers in die Trommel tritt das Rohr 20 mit leichter Pressung in den Gummiring 19 ein. Hierbei kann man, wie bei 20' da gestellt, das Ende des Rohrs erweitern, so daß der Gummiring 19 festgehalten und zusammengedrückt wird. Hierdurcn werden die Bewehrungen 4 gegenüber den Bewehrungen 1 zentriert, wodurch auch die beiden Muffen 16 unabhängig von der radialen Elastizität der Scheibe gegenseitig zentriert werden.

Die Erfindung eignet sich besonders zum Einbau in eine Kardanwelle. Zwei Kupplungen der in F i g. 5 dargestellten Art werden dann an den Enden ein und derselben nicht in Lagern gelagerten Welle angebracht Hierdurch werden die beiden Enden der Welle zentriert so daß sie ohne besondere Vorsichtsmaßnahme mit hohen Drehzahlen laufen kann. In der rohrförmigen Verlängerung 20 kann auch ein von der entsprechenden Muffe 16 getragenes Kugelgelenk vorgesehen werden. Die erfindungsgemäße Kupplung bietet zahlreiche Vorteile, insbesondere folgende:

Sie ermöglicht die Herstellung einer beliebig großen Vorspannung, de. ein genau bestimmter Wert gegeben

werden kann. Der Ein- und Ausbau der Kupplung kann bequem und schnell erfolgen. Die Kupplung en.iöglicht die Abgleichung der Fliehkraft sowohl an den elastischen Massen als auch an den Befestigungsbol/.en. Sie hat einen einfachen und billigen Aufbau, da die Hersiellung des elastischen Blocks in einem einzigen Formpreßvorgang erfolgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

2i 30 247 Patentansprüche:

1. Elastische Kupplung zur Drehmomentübertragung zwischen rotierenden Wellen, mit einem elastischen Zwischenkörper, der einerseits mit den Armen eines mit der einen Welle verbundenen Sterns und andererseits mit zur Vorspannung radial bewegbaren Zwischenbewehrungen verbunden ist. die jeweils eine axiale Bohrung zur Aufnahme eines mit der anderen Welle verbundenen Bolzens haben, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Zwischenkörper (7) in eine Trommel (12) eingespannt ist, die einen durchbrochenen Boden (13, 14) mit Löchern (6) aufweist, die die mit den Zwischenbewehrungen (4) verbundenen Bolzen (18) aufnehmen.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durchbrochene Trommelboden durch radiale Arme (14) gebildet ist