DE2353548C3

DE2353548C3 - Elastische Wellenkupplung

Info

Publication number: DE2353548C3
Application number: DE2353548A
Authority: DE
Inventors: Michel Orgeval Dossier
Original assignee: Cefilac SA
Current assignee: Cefilac SA
Priority date: 1972-10-25
Filing date: 1973-10-25
Publication date: 1981-04-16
Also published as: CA990092A; GB1458227A; JPS49124454A; DE2353548A1; DE2353548B2; CH584365A5; US3902333A

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung mit zwei flanschförmigen Kupplungshälften und einer zwischen diesen senkrecht zur Mittellinie der Kupplung angeordneten elastischen Ringscheibe, in die Munehmer der beiden Kupplungshälften mn Abstand in Umfangsrichtung abwechselnd eingreifen, sowie mit einer in zwei Hälften unterteilten zylindrischen Vorspanneinrichtung zur Erzeugung einer radialen Druckvorspannung innerhalb der elastischen Ringschei-

Eine solche elastische Wellenkupplung ist bereits bekannt (FR-PS 9 95 867, Fig. 12). Durch die elastische Ausführung der Ringscheibe können in begrenztem Maße Fluchtungsfehler der beiden zu kuppelnden Wellen ausgeglichen werden, und dabei kann es sich um Fiuchtungsabweichungen in radialer wie tangentialcr Richtung sowie um eine Winkelverseizung im Sinne einer nicht-parallelen Ausrichtung der beiden Wellen und schließlich auch um eine Axialverschiebung gegenüber der vorgesehenen Wellenanordnung handeln. Die Vorspanneinrichtung dient dazu, das Auftreten von Zugspannungen in der elastischen Ringscheibe zu vermeiden, da solche Zugspannungen schädlich für das

Anhaften der gegebenenfalls einvulkanisierten Mitnehmer am Ringscheibenwerkstoff sind und dieser auch durch Wechselbeanspruchungen zwischen Druck und Zug übermäßig belastet wird.

Bei der bekannten Wellenkupplung ist die Vorspanneinrichtung, die die elastische Ringscheibe an ihrem Außenumfang umspannt, in einer axialen Ebene unterteilt, so daß ihre beiden Hälften sich jeweils über einen Umfangsbogen von 180° erstrecken. Diese Unterteilung ist aus Herstellungsgründen vorgenommen, da anders als bei einem gleichfalls bekannten Vorspannring aus einem in Umfangsrichtung geschlossenen Band etwa in der Breite der elastischen Ringscheibe bei der bekannten Wellenkupplung der eingangs genannten Art die Ringscheibe an beiden Stirnseiten im äußeren Randbereich von einem Radialflansch der Vorspanneinrichtung überdeckt wird, so daß die einstückige Herstellung sowie der Zusammenbau erschwert oder gar unmöglich sind. Daher fügen sich bei der bekannten Vorrichtung die beiden Hälften zu einer Vorspanneinrichtung zusammen, ohne daß die eine Hälfte dem einen Kupplungsteil und die andere Hälfte dem anderen Kupplungsteil zuzuordnen ist. Ferner greifen bei der bekannten Ausführung die Vorspanneinrichtung bzw. ihre Hälften unmittelbar an die Ringscheibe bildenden elastischen Blöcken an, die radial nach außen über die Mitnehmer vorspringen.

Es wurde festgestellt, daß die bekannte Wellenkupplung ebenso wie eine Wellenkupplung mit einem in Umfangsrichlung geschlossenen, direkt an der Ringscheibe angreifenden Vorspannring (DE-OS 21 30 247) nicht die in vielen Fällen erwünschte Weichheit und Anpassungsfähigkeit hinsichtlich auszugleichender Fluchtungsfehler der zu kuppelnden Wellen besitzt und daß durch einfache Maßnahmen in dieser Hinsicht eine Verbesserung erzielt werden kann. Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die elastische Wellenkupplung so auszubilden, daß sie bei einfacher Herstellung und leichter Handhabung zu erhöhter elastischer Anpassungsfähigkeit an Fluchtungsfehler der zu kuppelnden Wellen führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst. daß die Hälften der Vorspanneinrichtung als axial voneinander getrennte topfförmige Schalen aus einem axial vorspringenden zylindrischen Mantelteil und einem radial gerichteten Flanschten ausgebildet und jeweils mit ihrem Flanschteil an je einer Kupplungshälfte befestigt sind und mit ihren zylindrischen Mantelteilen jeweils verschiedene Abschnitte des Unifangs der zwischen ihnen angeordneten elastischen Ringscheibe überdecken.

Die mit der erfindungsgemäßen Ausbildung erzielte höhere Anpassungsfähigkeit könnte darauf zurückzuführen sein, daß die elastische Ringscheibe nicht über ihren ganzen Umfang und auf voller Breite durch eine Vorspanneinrichtung eingespannt ist. so daß die Ringscheibe trot/ der ihr erteilten radialen Druckvorspannung sich weniger starr verhält. Das ermöglicht größere Spiele in radialer, tangentialer und axialer Richtung der miteinander /u kuppelnden Wellenenden. die dabei auch eine ent¹·";· ^ride Winkelabweichung von der gemeinsamen Kupplungsachse aulwusen können.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das erste Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung mit auseinandergezogenen Bauteilen;

Fig.2 eine Seitenansicht nach dem Zusammenbau der Teile gemäß F i g. 1;

F i g. 3 das zweite Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung mit auseinandergezogenen Bauteilen;

Fig.4 einen Ausschnitt aus der gemäß Fig.3 vorgesehenen Ringscheibe mit einem einvulkanisierten Mitnehmer;

F i g. 5 eine elastische Kupplung gemäß der Erfindung, bei welcher die in axialer Richtung verlaufende und ein Gehäuse bildende Wandung eines jeden starren Elementes kegelstumpfförmig ausgebildet ist;

Fig. 6 eine Vorderansicht eines in der Fig.5 gezeigten Gehäuseteiles,·

F i g. 7 eine Teilansicht der in der F i g. 5 dargestellten elastischen Kupplung vor der Montage des Kupplungskranzes im Inneren der Gehäuseteile;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße elastische Kupplung und

F i g. 9 die in der F i g. 8 dargestellten Kupplungsklaue.

bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung betreffen die F i g. 1 bis 7 Fälle, in welchen die die Beanspruchung aufnehmenden Teile von axial verlaufenden Wandungen gebildet werden, welche einen integralen Bestandteil der starren Elemente ausmachen. Diese starren Elemente bilden also die Gehauseteile. Die in den Fig.8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf Fälle, in welchen die die Beanspruchung aufnehmenden Teile Befestigungseinrichtungen, quer verlaufende Wandungen und Klauen an den quer verlaufenden Wandungen der starren Elemente aufweisen.

Die in der Fig. 1 dargestellte elastische Kupplung weist eine elastische Ringscheibe 1 auf, die den aktiven Teil der Kupplung bildet. Diese Scheibe 1 dient dazu, einerseits evtl. auftretende relative Axial-, Radial- oder Winkelverschiebungen der Achsen der miteinander zu verbindenden Wellen auszugleichen, und andererseits das Drehmoment von der treibenden auf die getriebene Welle (oder umgekehrt) mit einer gewissen Drehelastizität zu übertragen.

Diese elastische Ringscheibe 1 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus sechs elastischen identischen Elementen 2a, 2b, 2c, 2d, 2e und 2f, die ieweils einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen. Zwischen zwei benachbarten Elementen, wie z. B. zwischen den Elementen 2a und 2b ist eine starre Klaue 4a angeordnet, die vorzugsweise aus Metall besteht. Die Anzahl der Klauen 4a, 4b, 4c, 4c/, 4e, 4f entspricht der Anzahl (6) der elastischen Elemente. Diese elastischen Elemente und Klauen bilden aufgrund des Haftvermögens der elastischen Elemente an den Klauen eine zusammenhängende Scheibe 1. Diese Scheibe 1 wird im allgemeinen durch ein Gießverfahren hergestellt, wobei die metallischen Klauen vorher in eine Gußform eingesetzt werden und das Anhaften dieser elastischen Elemente, die z. B. von einem Elastomer gebildet werden, an diesen Klauen während des Gießverfahrens erzielt wird.

Die äußeren Tangentialflächen 5 der Klauen 4 liegen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer zylindrischen Fläche, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der zylindrischen Fläche, die von dsn äußeren Tangentialflächen 6 der elastischen Elemente

gebildet wird. Darüberhinaus sind die Seitenflächen 8 und 9, d. h. die senkrecht zur Drehachse 7 angeordneten Flächen dieser Scheibe eben ausgebildet. Die parallel zur Achse 7 verlaufenden Klauen 4a, 4c und 4e stehen um den gleichen Betrag gegenüber der Fläche 8 vor, während die anderen Klauen 4Z), 4d und 4i um den gleichen Betrag gegenüber der Fläche 9 vorstehen. Das heißt mit anderen Worten, daß von zwei benachbarten Klauen die eine gegenüber der Fläche 8 und die andere gegenüber der entgegengesetzten Fläche 9 vorsteht.

In der Fig. 1 sind mit 10 und 11 die Kupplungshälften bezeichnet, die zur Verbindung der treibenden und getriebenen Wellen mit der elastischen Ringscheibe dienen. Zur Vereinfachung der Zeichnung besitzen die in der Fig. 1 dargestellten einzelnen Bauteile die gleiche Achse 7. Diese Kupplungshälften weisen in an sich bekannter Weise einen zylindrischen Körper 12 und einen Flansch 13 oder eine Platte auf.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist jede Klaue eine Bohrung 30 mit einem Innengewinde auf, deren Achse parallel zur Achse 7 verläuft, und diese Bohrungen 30 dienen da/u, an den Kupplungshälften 10 und 11 angreifende Verbindungsschrauben aufzunehmen. Jede Hälfte ist mit wenigstens drei Löchern versehen, deren Achsen sich nach der Montage der elastischen Kupplung mit den Achsen der drei mit den Innengewinden versehenen Bohrungen der Klaue, die an dieser Hälfte befestigt werden sollen, decken.

Damit die elastische Kupplung für sehr hohe Geschwindigkeiten eingesetzt werden kann und nicht vernachlässigbare Drehmomente übertragen kann, ist es notwendig, daß die elastischen Elemente während der Drehung nicht auf Zug beansprucht werden. Aus diesem Grunde sind Vorspanneinrichtungen für die elastischen Elemente vorgesehen, welche den Außendurchmesser des Kupplungskranzes 1 verkleinern und diesen Außendurchmesser auf diesem verkleinerten Maß halten.

Diese Vorspanneinrichtungen werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung von zwei Schalen 14 und 15 gebildet, die jeweils eine axial verlaufende, zylindrische Wandung aufweisen, welche einen etwas kleineren Innendurchmesser besitzt als der Durehmesser der äußeren Tangentialfläche der Klauen (vor der Vorspannung). Jede dieser zylindrischen Wandungen weist drei Zähne 16, 17 und 18 für die Schale (15) auf. die jeweils dazu dienen, die Außenfläche 5 einer Klaue zu übergreifen (entsprechend 4d. 4b und 4t). Die drei Zähne der Schale 14 dienen dazu, die Außenflächen 5 der anderen Klauen 4a, 4c und 4e zu übergreifen.

Die Montage der Klauen der elastischen Ringscheibe I im Inneren der Schalen 14 und 15 erfolgt selbstverständlich mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges.

Wie aus der F i g. 2 zu entnehmen ist, befindet sich der Zahn 19 der Schale 14 nach dem Einsatz der elastischen Ringscheibe in das Innere der Schalen in der Mitte der Aussparung 20, die die beiden Zähne 17 und 18 der Schale 15 voneinander trennt. Die relativen Abmessungen des Zahnes 19 und der Aussparung 20 sind so gewählt, daß ein Axialspicl 1 und Tangentialspiele 22 zwischen dem Zahn und den Rändern der Aussparung bestehen. Diese Spiele in axialer und tangentialer Richtung sind unbedingt notwendig, damit die elastische Kupplung die ihr zugedachte Aufgabe ausführen kann, d. h_ einerseits Drehmomente mit einer Torsionselastizität zu übertragen und andererseits relative Axial-, Radial- und Winkelverschiebungen auszugleichen. Alle Zähne haben die gleichen Abmessungen und alle Aussparungen, die die Zähne trennen, haben ebenfalls gleiche Abmessungen, und die Tangential- und Axialspiele existieren bei jedem Zahn-Aussparungspaar. Durch diese Vorspanneinrichlungen können, wie dies bereits erwähnt wurde, die Tangential-, Axial-, Radial- und Winkelspiele der Achsen der zu kuppelnden Wellen eingestellt werden.

Jede Schale-weist eine quer verlaufende Fläche auf, die senkrecht auf der Achse 7 steht. Diese quer verlaufenden Flächen (Fläche 23 für die Schale 14) weisen vorteilhafl eine runde mittlere Öffnung (Öffnung

24 für Schale 14) mit einem Durchmesser auf. der demjenigen Durchmesser der runden zentralen Öffnung

25 der elastischen Ringscheibe 1 entspricht. Es ist zu erkennen, daß es durch diese Ausgestaltung ermöglicht wird, eine Welle (nicht dargestellt) durch den mittleren Teil der elastischen Kupplung hindurchzustecken. Diese

Welle kann einen beträchtlichen Durchmesser aufweisen.

Zur Montage der elastischen Kupplung iin der Kupplungshälfte 10 werden, wie dies bereits erwähnt wurde, drei Schrauben vorgesehen, die durch die

2^r> entsprechenden Löcher in dem Flansch 13 hindurchge· sicckt werden und in die quer verlaufende Fläche 23 der Schale 14 eingreifen. Diese Schrauben werden in die Bohrungen 30 der Klauen 4,·/, 4t· und 4c eingeführt. Auf gleiche Weise werden drei andere Schrauben vorgesehen, die die Kupplungshälfte 11 und die Schale 15 mit den drei Klauen 4b. 4c/ und 4( verbinden, wobei zu diesem Zweck drei entsprechende Löcher in die seitliche Fläche der Schale 15 eingebracht sind. In der F ι g. 2 ist mit gestrichelten Linien eine Schraube 35 zum

Y-, Anschluß an die Kupplungshälfte 10 und eine Schraube 36 zum Anschluß an die Kupplungshälfte 11 dargestellt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Montageschrauben nur von einer Seite, z. B. von der Seite der Kupplungshälfte 10 eingeschraubt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn eine der Kupplungshälfien. z.B. die Halte 11. durch ein Teil (nicht dargestellt) ersetzt wird. z. B. durch ein Lenkrad, das mit Innengewinden versehene Bohrungen für den Zusammenbau mit der erfindungsgemäßen Kupplung aufweist.

4"i In diesem Fall weisen die Klauen 4b, 4d und 4! in Richtung der Achse 7 Löcher auf. die auf der Seite der Fläche 8 mit Einsenkungen beginnen, d. h.. daß sie am Lochanfang einen größeren Durchmesser aufweisen als das entsprechende Loch. Es ist selbstverständlich, daß entsprechende Löcher in dem Flansch 13 und in der Fläche 23 der Schale 14 angeordnet sind, durch welche die Köpfe der Schrauben hindurchpassen. Die Einsen kungen bilden Vertiefungen zur Aufnahme der Schraubenköpfe, die durch die Löcher der drei Klauen 4b. 4d und 4/" hindurch eingeführt werden und die in das zu kuppelnde Teil, das die mit Innengewinden versehenen Bohrungen aufweist, eingeschraubt werden.

Es ist zu erkennen, daß die zylindrische Wandung der Schalen in Höhe der Aussparungen in Axialrichtung

bo eine gewisse Größe aufweist, die einen beachtlichen Bruchteil der Größe jedes Zahnes ausmacht. Dieser Wandungsteil 50 gestattet zur Erhöhung der Steifigkeit eine Verstärkung der Schalen, insbesondere wenn die Vorspannung einen erheblichen Wert ausmacht.

ό5 Darüberhinaus ist die Höhe der versteiften Wandung 63 derart gewählt, daß ihr freier Rand 63a sich in der gleichen Höhe befindet, in Axialrichtung gesehen, wie das freie Ende 65 einer Klaue 4b. Unter dem freien Ende

einer Klaue versteht man die quer verlaufende Fläche dieser Klaue, die nicht über die quer verlaufende Wandung der elastischen Ringscheibe 1 vorsteht (ein solches freies Ende soll nicht gegen eine quer verlaufende Wandung einer Schale anliegen).

Damit die vorgenannte elastische Kupplung ein radiales und ein Winkelspiel ermöglicht, ist es außerdem notwendig, daß der freie Rand 63a nicht mit der tangentialen Außenfläche des freien Endes 65 der Klaue in Berührung kommt, die sich in gleicher Höhe befindet. iu Zu diesem Zweck weist diese tangentiale Außenfläche des freien Endes einer jeden Klaue einen kleineren Durchmesser auf als der übrige Teil der tangentialen Außenfläche der gleichen Klaue. Mit anderen Worten heißt das. daß die tangentiale Außenfläche des freien Endes von jeder Klaue einen eingezogenen oder abgesetzten Teil 66 (für die Klaue 4a nach F i g. 1) bzw. 67 (für die Klaue 46,) aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel enden diese Absätze in axialer Richtung auf gleicher Höhe, wenn sich die elastische Kupplung in ihrer Ruhestellung befindet.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte elastische Kupplung ist insbesondere für die Übertragung von beachtlichen Drehmomenten einsetzbar, vor allem wegen der nicht unbeachllichen Höhe der Verstärkungswandungen der Gehäuseteile.

Es soll nun in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 eine andere Möglichkeit der Ausführung der Erfindung beschrieben werden, bei welchem die axial verlaufende Wandung einer jeden Schale keine Zähne aufweist und i» bei welchem die Klauen in U-Profilform ausgebildet sind.

Die in de; Fig. 3 vor ihrer Montage dargestellte elastische Kupplung weist eine elastische Ringscheibe 101 auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ii aus acht identischen elastischen Elementen 102a, 102£>. 102c. 102c/. 102e. 102£ 102^ und 102Λ besteht. Zwischen zwei benachbarten elastischen Elementen, wie z. B. zwischen den Elementen 102a, 1026. ist eine starre Klaue 104a angeordnet, die vorzugsweise aus Metall ·"> besteht.

Die quer verlaufenden Flächen 108 und 109 der Ringscheibe 101, die senkrecht auf der Drehachse 107 stehen, sind eben, und die Klauen 104a, 104c, 104e und 104°·stehen in gleicher Höhe gegenüber der Fläche 108 -^ vor (parallel zur Achse 107 gesehen), während die anderen Klauen 104Z?, 104c/, 104/und 104Λ vorzugsweise um die gleiche Höhe gegenüber der Fläche 109 vorstehen. Bei zwei benachbarten Klauen steht daher der eine gegenüber der Fläche 108 vor und der andere gegenüber der gegenüberliegenden Fläche 109. Jede Klaue weist ein parallel zur Achse 107 verlaufendes Gewinde 103 auf, und die Gewinde 103 dienen dazu. Verbindungsschrauben für die Kupplungshälften 110 und 111 aufzunehmen.

Außerdem weist jede Klaue einen radial verlaufenden Vorsprung 120 auf, der über die tangentiale. zylindrische Außenfläche 106 der Klauen und der elastischen Elemente hinausragt.

Ferner ist die Summe der inneren Höhen h + h' in w> axialer Richtung gesehen, der zylindrischen Wandungen 116 und 117 bzw. 114 und 115 kleiner als die Gesamthöhe der Ringscheibe 101. Diese Gesamthöhe entspricht dem Abstand zwischen den Flächen 108 und 109, vergrößert um die Höhe der axialen Vorsprünge, die von den Klauen jeder Seite dieser Flächen gebildet werden. Wenn daher die Ringscheibe 101 im Inneren der Schalen 114 und 115 derart montiert ist. daß die axialen Vorsprünge der Klauen 1046, 104c/, 104/ und 104Λ gegen die Innenseite der quer verlaufenden Fläche 125 der Schale 115 anliegen, und wenn gleichfalls die in axialer Richtung liegenden Vorsprünge der Klauen 104a, 104c, 104eund 104^·gegen die Innenseite der quer verlaufenden Fläche 124 der Schale 114 anliegen, dann ergibt sich zwischen den Rändern 130 bzw. 131 der Wandungen 116 und 117 ein gewisser Abstand. Diese Anordnung läßt insbesondere ein axiales und ein konisches Spiel zu.

Damit einerseits allein die Klauenhälfte mittels Kraftanwendung in die Schale 114 eingedrückt werden kann, um mit dieser Schale ein Bauteil zu bilden, und damit andererseits allein die andere Hälfte dieser Klauen auf gleiche Weise unter Krafteinwirkung in die Schale 115 eingedrückt werden kann, sind die radialen Vorsprünge 120 derart angeordnet, daß die Vorsprünge 120a, 120c, 12Oe und 120^ der entsprechenden Klauen 104a, 104c, 104e und 104^ nur von der unteren Fläche der zylindrischen Wandung 116 überdeckt werden und nicht von der unteren Fläche der zylindrischen Wandung 117 der Schale 115. Gleichfalls sind die Vorsprünge 1206, 120c/. ^Ofund 120Λ derart angeordnet, daß sie nur von der Wandung 117 und nicht von der Wandung 116 überdeckt werden können.

Bei den in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung besitzt jede Klaue die Form eines U-förmig gebogenen Bleches mit zwei seitlichen Schenkeln 140 und 141 mit denen die angrenzenden elastischen Elemente durch Haftwirkung verbunden sind. Der Steg oder die Fläche 142 dieses U-förmigen Bleches bildet den in axialer Richtung liegenden Vorsprung der Klaue 104. Vorteilhaft bilden die Schenkel 140 und 141 eine V-Form. deren fiktive Kante sich auf der Achse 107 der elastischen Ringscheibe 101 befindet.

Bei dem mit ausgezogenen Linien in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet sich die Außenfläche der durch Haftwirkung mit den Schenkeln 140 und 141 verbundenen elastischen Elemente 102 auf der gleichen Höhe wie die Außenkanten 143 und 144 diese Schenke! 140 bzw. 141. In diesem Fall wird der Vorsprung 120 von einer in radialer Richtung nach außen verlaufenden Verlängerung der Fläche 142 gebildet. Wie bereits ausgeführt wurde, sind bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel Gewindelöcher 103 in der Fläche 142 zum Anschluß derselben an die Kupplungshälften 110 oder 111 vorgesehen. Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Fläche 142 ein Durchgangsloch 145 auf, und es ist eine gegenüber dem Loch zentrierte Mutter 146 auf die Fläche 142 von der Innenseite gegen das U-Profil geschweißt.

Um zu verhindern, daß die Klauen in eine Lage kippen, in welcher die Fläche 142 nicht senkrecht zur Achse 107 steht, wenn die elastische Ringscheibe in die Schale eingebaut wird, mit welchem die Klaue verbunden wird, sind Verbindungseinrichtungen oder zusätzliche Verbindungen vorgesehen. Diese zusätzlichen Verbindungen verbinden z. B. die Fläche 142 mit der Klaue 104 an der quer verlaufenden Wandung 123 oder 124 der Schalen 114 oder 115 gegen welche die Fläche 142 anliegen muß. Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Loch 147 in der Fläche 142 vorgesehen. Dieses Loch 147 kann dazu verwendet werden, die Fläche 142 mit der Wandung 124 oder 125 zusammenzunieten oder zu verschrauben. Man kann die Fläche 142 auch mit der Seitenwand 124 oder

ίο

125 verschweißen. Man kann schließlich auf der Seitenwand 124 oder 125 eine Zunge vorsehen, die bei der Montage gegen die Fläche 142 der Klaue 104 anstößt. Weitere Verbindungseinrichtungen werden weiter unten in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 beschrieben.

In der F i g. 4 ist mit gestrichelten Linien ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klaue 104 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Teil der Länge der Außenkanten 143 und 144 der Schenkel 140 und 141 auf gleicher Höhe angeordnet, wie die Außenkante der Fläche 142.

Obwohl in den Figuren gezeigt ist, daß die Klauen eine Profilform haben, die in radialer Richtung offen ist, können indessen Flächen vorgesehen sein, die diese öffnungen verschließen, damit auf diese Weise die Steifigkeit der Klauen vergrößert wird. Bei dem in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel könnten die Klauen gleichfalls kompakt ausgebildet sein. In diesem Fall muß man selbstverständlich radiale Vorsprünge 120 vorsehen, die sich in Axialrichtung über einen Teil der Höhe der Ringscheibe 101 erstrecken.

Es soll nun in Verbindung mit den Fig. 5 bis 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden, die eine besonders leichte Montage der aus Klauen und elastischen Elementen gebildeten Ringscheibe innerhalb der Schalen ermöglicht. Diese Ausführungsform kann in Verbindung mit allen bisher beschriebenen Ausführungen verwendet werden, wobei die sich in Axialrichtung erstreckende Wandung einer jeden Schale nicht oder ohne Zähnen versehen ist.

Bei der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsform weist jede Schale 170 und 171 eine Außenwandung 172 bzw. 173 auf, die eine kegelstumpfförmige Form besitzt. Unter »Außenwandung« jeder Schale soll derjenige Teil der Wandungen einer jeden Schale verstanden werden, der dazu bestimmt ist, die tangentiale Außenfläche der elastischen Ringscheibe einzuschließen. Die von den Wandungen 172 und 173 gebildeten Kegelstümpfe haben die gleiche Achse 156a wie die Rotationskörper, zwischen denen die erfindungsgemäße elastische Kupplung angeordnet ist.

Es ist ferner wichtig darauf hinzuweisen, daß der größte Durchmesser der Kegelstümpfe derjenige ist, welcher sich in axialer Richtung am freien Ende der Wandungen 172 und 173 befindet.

Die Klauen 174 und 175 der Ringscheibe, die in die Schalen eingesetzt werden soll, um in ihrer Ruhelage eine Vorspannung zu erhalten, besitzen eine derart ausgestaltete tangentiale Außenfläche, daß sie in die Schalen eingeführt werden können. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese langentiale Außenfläche nicht notwendigerweise kegelstumpfförmig sein muß. Die vorgenannte tangentiale Außenfläche einer jeden Klaue kann z. B. nur über einen kleinen Teil seiner Länge in Axialrichtung kegelstumpfförmig ausgebildet sein.

Bei dem in den Fig. 5 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jede Klaue die Form eines U-Profils. Die seitlichen Schenkel des U-Profils weisen Außenkanten auf, die die vorgenannte tangentiale Außenfläche bilden und die folgendermaßen angeordnet sind: Gegenüber der Fläche 174a besitzt die Außenkante 1740 jedes seitlichen Schenkels eine Neigung, die derjenigen Neigung der Außenwandung 172 der Schale 170 entspricht In Richtung auf das freie Ende der Klaue befinden sich die Außenkanten 1746 der seitlichen Schenkel auf einer fiktiven zylindrischen Fläche, deren Durchmesser kleiner ist als der kleinste Durchmesser der Innenfläche der Wandung 173. Auf diese Weise bildet die äußere Tangentialfläche jeder Klaue einen Absatz, so daß die Innenfläche der Wandung 173 in der Ruhestellung nicht gegen eine Klaue anliegt, die mit ihr nicht verbunden ist.

Die soeben beschriebene Anordnung, gemäß welcher die Wandungen 172 und 173 der Schalen 170 und 171 eine kegelstumpfförmige Form aufweisen, gestattet in Verbindung mit anderen Anordnungen, die noch weiter unten beschrieben werden sollen, die Einführung der aus Klauen und elastischen Elementen zusammengesetzten Ringscheibe in Schalen, ohne daß es notwendig ist, für diesen Vorgang ein besonderes Werkzeug zu verwenden.

Zu diesem Zweck besitzt jede Klaue eine Gewindebohrung 176 (für die Klaue 175) mit einer zur Achse 156a parallelen Achse. Diese Gewindebohrungen 176 wirken mit den mit einem Kopf 178 versehenen Schrauben 177 zusammen. Außerdem ist die quer verlaufende Wandung 179 der entsprechenden Schale 170 im Bereich der Gewindebohrung 176 mit einem Loch 180 versehen, das in radialer Richtung eine längliche Form aufweist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ruht der Kopf 178 der Schraube 177 auf einer Unterlegscheibe 181, die auf den Rändern des Loches 180 aufliegt.

In der F i g. 6 ist eine Seitenansicht der Schale 171 zu erkennen. Die Fig. b zeigt auch sehr klar die längliche Form der Löcher 180a und 1800. Der Zweck der

w Schrauben, der Gewindebohrungen und der länglichen Öffnungen 180 soll noch in Verbindung mit der F i g. 7 beschrieben werden. In der Fig. 7 ist die Stellung der Klaue 175 dargestellt, die diese zu Beginn der Montage in eine Schale 170 einnimmt (während die Fig. 5 die

3^r> elastische Kupplung am Ende der Montage zeig;)·

Zu Beginn des Zusammenbaues der Klaue 175 mit der Schale 170 befindet sich die Gewindebohrung 176 in Radialrichtung gesehen gegenüber dem äußersten Teil des Loches 180. Während der Kopf 178 der Schraube

■") 177 gedreht wird, so daß die Schraube in die Gewindebohrung 176 eindringt, nähert sich die Wandung 175a (siehe Fig. 7) der innenfläche der quer verlaufenden Wandung 179 der Schale 170. und infolgedessen erhält die elastische Ringscheibe eine Vorspannung, denn der Innendurchmesser der Wandung 172 der Schale 170 verkleinert sich zum Schaleninneren. Es sei darauf hingewiesen, daß sich die Schraube 177 während des Zusammenbaues in radialer Richtung verschiebt, und sich dem in radialer Richtung gelegenen Innenteil der öffnung 180 nähen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die

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mittels eines zylindrischen Teiles an die Wellen angeschweißt, zwischen denen die elastische Kupplung angeordnet ist. Mit anderen Worten heißt das, daß bei diesem Ausführungsbeispiel jede Schale eine Kupplungshälfte bildet.

Die F i g. 8 und 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Anordnung entspricht einer

bo weiteren Möglichkeit der Ausbildung der die Beanspruchungen aufnehmenden Teile. Diese Teile bestehen nicht aus einer axial verlaufenden Wandung, die eine tangentiale Außenfläche der elastischen Ringscheibe umgebende Form aufweist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine axial verlaufende Wandung 170a vorgesehen, welche nicht die Funktion hat. auf die Ringscheibe eine radiale Beanspruchung auszuüben, sondern diese Wandung 170a dient vielmehr als

Schutzkappe.

Die vorgenannte Vorspannung wird durch die Befestigung oder Verbindung der äußeren Wandung 190 einer Klaue (die Wandung, die gegenüber der quer verlaufenden Wandung der elastischen Ringscheibe vorsteht) mit der quer verlaufenden Wandung 179a eines starren Elementes 170a erzielt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ermöglichen diese Verbindungsmittel eine Vorspannung vor der Befestigung mit der Schraube 177a (in der Fig.8 mit dünnen Linien in dargestellt) und der dazugehörigen Gewindebohrung in der entsprechenden Klaue 191. Vorzugsweise befindet sich diese Befestigung näher an der Achse 156b der Drehkörper als die Befestigung mit Hilfe der Schraube 177a.

Bei dem in der Fig. 8 dargestellten Ausführungsbcispiel besitzt jede Klaue die Form eines U-Profils, und die quer verlaufende Wandung I79a jedes starren Elementes weist schrägverlaufende Vorsprünge 192 auf. Diese Vorsprünge 192 sind dazu geeignet, mit entsprechenden Öffnungen 193 zusammenzuwirken, die in den Wandungsenden 190 der Klauen 191 vorgesehen sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Vorsprünge 192 von einem Ausschnitt der entsprechenden Querwand 179a gebildet. wobei das ausgeschnittene Wandungsslück anschließend in das Innere der Schale 170a gedrückt wird, um auf diese Weise den schrägen Vorsprung 191 zu bilden, so daß der entsprechende Winkel zwischen dem Vorsprung und der übrigen Schalenwand erzielt wird. Die Öffnung 193 der Klaue ist in der F i g. 9 zu erkennen und weist eine rechteckige Form auf.

Um die Vorsprünge 192 in die Öffnungen 193 einzuführen, übt man auf die die elastischen Elemente aufweisende Ringscheibe mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges eine größere Vorspannung aus, als diejenige Vorspannung, die die Ringscheibe in ihrer Ruhestellung aufweist. Nach Ausführung dieses Vorganges liegt die Wandung 190 der Klaue 191 gegen die Innenfläche der Wandung 179a an, wobei das freie Ende -Ό 192a des Vorsprunges 192 den in Radialrichtung gesehenen innenliegenden Rand der Öffnung 193 übergreift. Es sei darauf hingewiesen, daß die Befestigung auch in anderer WeLe ausgeführt werden könnte, z. B. durch eine Nietung.

Bei dem in der Fig.8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedes starre Vorspannelement mit dem entsprechenden Drehkörper über ein zwischengelagertcs Stück 194 verbunden (das in der Fig. 8 mit dünnen Linien eingezeichnet ist), das mit dem Drehkörper verschweißt ist. Diese Einrichtung ermöglicht es, die elastische Kupplung mit Hilfe der Schrauben 177a ein- bzw. auszubauen, indem die Kupplungsteile radial verschoben werden, ohne daß die Drehkörper bewegt zu werden brauchen.

Ein besonders wichtiger Vorteil, der in Verbindung mit den Fi g. 1 bis 9 beschriebenen Kupplungen (jedoch ohne die in den Fig. 5 und 7 gezeigten Kupplungen) besteht darin, daß, wenn die elastische Ringscheibe mit den beiden starren Vorspannungselementen zusammengebaut ist, man einen zusammenhängenden Block erhält, ohne daß es notwendig ist, zusätzliche Verbindungsschrauben zwischen den starren Elementen und den Klauen vorzusehen. Dieser aus einem Stück bestehende Block kann z. B. im Handel leicht transportiert werden. Wie außerdem in Verbindung mit der Fig.8 bereits ausgeführt wurde, können diese aus einem Stück bestehenden Blöcke, die von der Ringscheibe und den Vorspannmittein gebildet werden, leicht eingesetzt oder ausgebaut werden, indem si? radial verschoben werden, ohne daß es notwendig ist. die miteinander zu verbindenden Drehkörper zu bewegen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn es sich bei den zu kuppelnden Wellen um Teile von schwierig zu bewegenden Maschinen handelt.

Schließlich besteht ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen elastischen Kupplung darin, daß die beiden starren Elemente außer den ständig eingebauten Vorspannmitteln eine Schutzhaube gegen eventuelle Beschädigungen der elastischen Ringscheibe bilden. "Wenn nämlich z. B. die Ringscheibe beschädigt werden würde, dann könnte eine Klaue oder ein elastisches Element ohne eine solche Schutzkappe infolge der Zentrifugalkräfte nach außen geschleudert werden, was eine erhebliche Gefahr bilden könnte.

Die Erfindung ist in zahlreichen Fällen anwendbar. Grundsätzlich kann sie jedes Mal dann eingesei/.i werden, wenn es notwendig ist, zwei bewegliche Rotationskörper miteinander zu kuppeln, deren Achsen gegeneinander verschoben werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elastische Wellenkupplung mit zwei flanschförmigen Kupplungshälften und einer zwischen diesen senkrecht zur Mittellinie der Kupplung angeordnetei. elastischen Ringscheibe, in die Mitnehmer der beiden Kupplungshälften mit Abstand in Umfangsrichtung abwechselnd eingreifen, sowie mit einer in zwei Hälften unterteilten zylindrischen Vorspanneinrichtung zur Erzeugung einer radialen Druckvorspannung innerhalb der elastischen Ringscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälften der Vorspanneinrichtung a!s axial voneinander getrennte topfförmige Schalen (14,15; 114,115; 170, 171; 170a,/aus einem axial vorspringenden zylindrischen Mantelteil (63; 116, 117; 172, 173) und einem radial gerichteten Flanschteil (23; 124, 125; 179, 179a,) ausgebildet und jeweils mit ihrem Flanschteil (23; 124, 125; 179, 179a,) an je einer Kupplungshälfte (10, 11; 110, 111; 194) befestigt sind und mit ihren zylindrischen Mantelteilen (63; 116, 117; 172, 173) jeweils verschiedene Abschnitte des Umfangs (6; 106) der zwischen ihnen angeordneten elastischen Ringscheibe (1; 101) überdecken.

2. Wellenkupplung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mitnehmer (4a bis 4Λ 104a bis 104Λ; 174, 175; 191) eine Befestigungseinrichtung (30; 103; 176; 193) zum stirnseitigen Verbinden mit dem radialen Flanschteil (23; 124, 125; 179; \T)a)der zugehörigen Vorspannschale (14, 15; 114, 115; 170, 171; 170a; bei vorgespannter Ringscheibe (1; 101) aufweist.

3. Wellenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mitnehmer (191) ein sich radial erstreckendes U-Profil mit einem in einer Radialebene verlaufenden Steg (190) aufweist, in dem die Befestigungseinrichtung in Form einer Öffnung (193) vorgesehen ist, der ein schräg abgewinkelter einhakbarer Befesiigungsvorsprung (193) am radialen Flanschteil (179a,/der Vorspannschale (170a,)zugeordnel ist.

4. Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorspannschalen (14, 15; 114, 115; 170, 171) mit ihrem Mantelteil (63; 116, 117; 172, 173) an einer radial nach außen weisenden Außenumfangsfläche (5) der ihnen zugeordneten Mitnehmer (4a bis 4f; 104a bis 104Λ;174,175) anliegen.

5. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (104) einen radial nach außen ragenden Vorsprung (120) zur Anlage am Mantelteil (116, 117) nur der ihnen zugeordneten Vorspannschale (114,115) aufweisen.

6. Wellenkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (104) ein sich radial erstreckendes U-Profil aufweisen, an dessen Steg (142) der radial nach außen ragende Vorsprung (120) ausgebildet ist.

7. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelteile (172, 173) der beiden Vorspannschalen (170, 171) eine sich zum radialen Flanschteil (179) verjüngende Kegelstumpfform aufweisen, deren größler Innendurchmesser größer als der Durchmesser der noch nicht vorgespannten Ringscheibe ist.

8. Wellenkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mitnehmer (174,175) eine zur Ringscheibenachse (i56a) parallele Gewindebohrung (176) für eine Vorspannschraube (177) aufweist und der radiale Flanschteil (179) der beiden Vorspannschalen (170, 171) sich radial erstreckende Durchtrittsschlitze (180) für den Vorspannschraubenschaft aufweist, die auf die Gewindebohrungen (176) der zugeordneten Mitnehmer (174, 175) ausgerichtet sind und eine der radialen Verlagerung der Gewindebohrungen (176) beim Vorspannen der Ringscheibe entsprechende Länge aufweisen.

9. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelteile (116, 117; 172, 173) der beiden Vorspannschalen (114, 115; 170, 171) axial zueinander versetzte Axialbereiche des Ringscheibenumfangs überdecken und axiale Länge aufweisen, die zusammen kleiner als die axiale Dicke der Ringscheibe (101) ist.

10. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelteile (63) der beiden Vorspannschalen (14, 15) in Umfangsrichtung verteilte jeweils einen der ihnen zugeordneten Mitnehmer (4a bis 4f) mindestens teilweise überdeckende axial vorspringende Vorspannzähne (16 bis 18) aufweisen, die jeweils in die Aussparungen (20) zwischen benachbarten Vorspannzähnen (16 bis 18) der anderen Vorspannschale (15 bzw. 14) eingreifen.

11. Wellenkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der in Umfangsrichtung durchlaufende Axialbereich des Manlelteils (63) jeder Vorspannschale (14,15) sich etwa bis zur benachbarten Stirnseite (64, 65) der der anderen Vorspannschale (15 bzw. 14) zugeordneten Mitnehmer (4a bis 4/}erstreckt und verstärkt ist und daß die radial nach außen weisende Außenumfangsfläche (5) der Mitnehmer (4a bis 4f) an der zugeordneten Vorspannschale (14, 15) abgewandten Ende eine radial einwärts versetzte Fläche (66) von einer axialen Länge aufweist, die größer als der Abstand (1) zwischen den Vorspannzähnen (16 bis 18) und dem axijl gegenüberliegenden Rand (63a,/ der sie aufnehmenden Aussparung(20) ist.