DE2453688A1 - Elastische kupplung - Google Patents

Elastische kupplung

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Description

Dipl.-Ing. A. Spalthoff 43 essen ι, den Patentanwalt Pelmanstraße 31
Poitochließfadi 1533 Telefon (02 01)772008
Aktan-Nr. 22 041 S/0 Io dar Antwort bitte angaben
HELMUT HiLRiEZ,
4680 WAmE-EICKEL, HEDWT GSTEAßE 24
"ELASTISGHE EUPPLIMG-"
Die Erfindung "betrifft eine elastische Kupplung, zwischen deren .Antriebsteil und Abtriebsteil drehmomentübertragende, elastische Lamellen vorgesehen sind, welche kranzförmig um die gemeinsame Mittenachse der Kupplungsteile angeordnet und mit diesen abstandsveränderlich und gegeneinander neigbar mittels Schraubbolzen od.dgl. wechselweise verbunden sind.
Es sind drehst-arre, biege- und axialelastische Kupplungen bekannt, die entweder federnde Stahlsegmente oder Lamellen aufweisen, die abwechselnd mit dem Antriebsteil und dem Abtriebsteil der Kupplung verbunden sind. Bei Kupplungen dieser Art werden Verbindungselemente verwendet, die bei Befestigung dieser Elemente auf gleichem Teil-Kreisdurchmesser die Verbindungspunkte direkt und geradlinig oder zumindestens in Form des dem Teilkreisdurchmesser entsprechenden Kreisbogens miteinander verbinden.
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Bei bekannten Kupplungen mit mehrblättrig angeordneten Verbindungssegmenten werden diese meist mittels einer gemeinsamen Schraube befestigt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß diese Segmente im wesentlichen nur auf Zug beansprucht werden können, da sich infolge der wechselseitigen Anordnung zwischen den Segmenten ein freier Raum ergibt und die auf Druck beanspruchten, biegeelastischen Segmente ausknicken läßt. Auch ergeben sich durch die Schichtung doppelte Spannlängen für die dann auf Biegebeanspruchung wesentlich stärker zu dimensionierenden Schraubverbindungen.
Weiterhin ist es bekannt, diese Segmente mittels eigener Schrauben mit dem Antriebsteil und dem Abtriebsteil der Kupplung zu verbinden. Da hierbei aber das zu übertragende Drehmoment im wesentlichen nur von jedem zweiten auf Zug beanspruchten Segment übertragen wird und die Verbindungsschrauben entsprechend überdimensioniert sein müssen, sind besondere Brückenglieder vorgesehen, um beide Schraubverbindungen an der Drehmomentübertragung zu beteiligen. Dies hat aber den Nachteil, daß hierdurch die biegeelastische Länge der Segmente verkürzt wird.
Um die biegeelastische Länge der Segmente oder auch der Verbindungselemente anderer !Formen zu verlängern, ist es bekannt, bis auf vier Schraubverbindungen herunterzugehen, d.h. nur je zwei Verbindungsschrauben zu den beiden Kupplungsteilen. Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann aber das Drehmoment im wesentlichen nur von jedem zweiten auf Zug bean-
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spruchten Segment übertragen werden. Dies führt zu Dimensionen, die in keinem vernünftigen Verhältnis mehr zum übertragbaren Drehmoment stehen. Insbesondere muß hierbei berücksichtigt werden, daß bei Vergrößerung des Teilkreisdurchmessers die Winkelverlagerungsfähigkeit weiter abnimmt.
Weiterhin sind Kupplungen bekannt geworden, bei denen äie Befestigung der Verbindungselemente meist in Form von Lamellen auf verschiedenen Teilkreisdurchmessern erfolgt. Teilweise sind hierbei auch Ausnehmungen vorgesehen, um die Biegeelastizität zu erhöhen. Der Nachteil dieser bekannten Ausführungen besteht aber darin, daß die Übertragung des Drehmomentes durch die Schraubverbindungen am inneren Teilkreisdurchmesser begrenzt ist, denn je kleiner der Teilkreisdurchmesser ist, umso stärker müssen die Lamellen gehalten werden, "vas aber nur unter Verzicht auf größere Winkelbeweglichkeit möglich ist.
Klipplungen der hier geschilderten Art werden eingesetzt, um Winkelverlagerungen bei Anordnung einer Kupplung und Radialverlagerung bei Anordnung von zwei hintereinandergeschalteten Kupplungen auszugleichen. Axialverlagerungen werden bei Anordnung einer Kupplung einfach, bei zwei Kupplungen mit zweifachem zulässigen Wert ausgeglichen. Die Kupplung soll keine Dimensionen aufweisen, d.h. den üblichen Flanschdurchmessern bzw. Rotationsdurchmessern der Gelenkwellen entsprechen und hierbei die von den üblicherweise bisher verwendeten Gelenkwellen übertragbaren Drehmomente aufnehmen können. Gleichzeitig sollen sie aber große
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Beugungswinkel aufnehmen können und außerdem weitgehend wartungsfrei sein. Die Erzeugung von Rückstellkräften auch "bei Axialverlagerung ist hierbei unerwünscht und diese müssen so gering wie möglich gehalten werden. Diese Probleme sind bei den bisher bekannt gewordenen Ausführungsformen von Kupplungen der hier in Rede stehenden Art nicht gelöst.
Von diesem Stand der lechnik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile eine Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine optimale Winkel- und Axialbeweglichkeit mit möglichst geringen Bückstellkräften bei maximaler Drehmomentkapazität gewährleistet.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Befestigungsbohrungen der Lamellen sich auf einem Kreis um die Rotationachsen der Lamellen befinden, der im äußeren Umfangsbereich der Lamellen liegt. Durch diese Anordnung ist es möglich, vergleichsweise viele Schrauben zur Befestigung zu verwenden, so daß die Lamellen sehr dünn und damit sehr biegeeüastisch gehalten werden können.
Vorteilhaft besitzen die einzelnen Lamellen Stege, in denen die Befestigungsbohrungen angeordnet sind. Die Stege der einzelnen Lamellen sind über .Segmente miteinander verbunden.
Um die Biegeelastizität zu vergrößern, werden die Lamellen so ausgebildet, daß sich zwischen den wechselweisen Befestigungs-
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bohrungen zinn Anbringen an den beiden Kupplungsteilen möglichst große Abstände ergeben. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß die Segmente der Lamellen nach außen und/ oder innen gerichtete radiale Wölbungen aufweisen. Die Schenkel dieser etwa ü-förmigen Segmente der Lamellen bewirken hierbei eine hohe Biegeelastizität, insbesondere aber ist es durch diese Anordnung möglich, nicht nur viele Verbindungsschrauben anzuordnen, sondern auch alle Segmente jeder Lamelle an der übertragung des Drehmoments zu beteiligen, weil die Querschnitte der Segmente auf Biegung beansprucht werden. Die zur "Verfügung stehende biegeelastische Länge für Winkel- und Axialverlagerungen entspricht für beide Schenkel in etwa dem Teilkreisradiui-spunkt. Infolge der hierdurch erzieltbaren kleinen Durchmesser sind größere Beugungswinkel als bei den bekannten Lösungen mit größaen Durchmesseia möglich. Durch Befestigung je eines Steges der Lamellen mit je zwei Schrauben können bei Bruch eines Steges oder Segmentes die übrigen Stege und Segmente weiterhin das Drehmomenttbertragen. Die Anordnung einer besonderen Brücke zwecks Verteilung der von den Schraubverbindungen aufzunehmenden Kräfte ist nicht mehr erforderlich.
Zur Erhöhung des Drehmoments können die Stege zwischen den Befestigungspunkten auch nach außen und innen gerichtete radiale Wölbungen besitzen. Außer der Vergrößerung des Außendurchmessers ändert sich nichts an der Punktion dieser Kupplung. Aus Raumgründen kann es für andere Antriebe erforderlich sein, daß
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die Lamellen zwischen den Befestigungspunkten nur nach außen ausgewölbt sind. Die Wirkungsweise der Kupplung bleibt auch in diesem ITaIIe voll erhalten.
In allen !fällen aber liegen die Lamellen flach und ohne Zwischenräume aufeinander, so daß die Befestigungsschrauben nur auf Abscherung beansprucht sind, d.h., das Biegemoment so klein wie möglich gehalten ist, um damit eine kleinstmögliche Dimensionierung zu bewirken.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt dieses
!"ig. 1 die Ansicht der oberen Hälfte einer Lamelle, deren Segmente nach innen gerichtete radiale Auswölbungen aufweisen,
Pig. 2 die Ansicht der oberen Hälfte einer Lamelle, deren Segmente eine radial nach außen gerichtete Auswölbung besitzen,
Pig. 3 die Ansicht der oberen Hälfte einer Lamelle, deren Segmente nach innen und außen gerichtete radiale Wölbungen besitzen,
Pig. 4- die geschnittene Ansicht zweier hintereinander geschalteter G-elenkwellenkupplungen mit den in Pig. i dargestellten Lamellen und
Pig. 5 die geschnittene Ansicht einer Kupplung zum Anschluß an die Schwungscheibe eines Motors mit eingebauten Lamellen.
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Da die einzelnen Lamellen rotationssymmetrisch sind, ist in den Figuren 1-3 jeweils nur deren eine Hälfte dargestellt.
Die in Pig. i dargestellte Lamelle 1 besitzt Stege 2, in denen sich die Befestigungsbohrui£pn 3 "befinden. Die einzelnen Stege 2 der Lamellen 1 sind durch Segmente 4- miteinander -verbunden. Bei der Ausführungsform nach Pig. 1 weisen die Segmente 4- eine nach innen gerichtete radiale Auswölbung auf.
Bei der Auführung nach Pig. 2 ist der grundsätzliche Aufbau der Lamellen i der gleiche, jedoch sind hier die Segmente 4 als nach außen gerichtete radiale Auswölbungen ausgestaltet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein vergleichsweise großer freier Innenraum zur Verfügung steht.
Bei der Ausführungs£> rm der Lamelle Ί nach Fig. 3 besitzt diese zur Vergrößerung des übertragbaren Drehmoments nach innen und außen gewölbte Segmente 4, wobei die biegeelastischen Längen der Schenkel 5 d-er Segmente hierbei gleich gehalten sind. Ansonsten ist die grundsätzliche Ausgestaltung die gleiche wie bei den Lamellen nach KLg. 1 und Fig. 2.
Bei den Ausführungsformen gemäß Pig. 1 - Pig. 3 liegen die Bef eäigungsbohrungen 3 cLer Lamellen 1 auf einem einzigen Kreis um die Rotationsachse der Lamellen Λ, wobei sich dieser Lochkreis im äußeren Umfangsbereich der Lamellen befindet.
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Bei der Ausführungsform nach I1Ig. 4 ist die in Pig. Ί dargestellte Lamelle Λ in eine Gelenkwelle eingebaut. Bei dieser Ausführung werden z.B. vier Lamellen 1 zwischen einer vierarmigen Nabe 6 uni einem ebenfalls vierarmigen Plansch 7 angeordnet und mittels der Schraubbolzen 859 mit der Habe 6 und dem Plansch 7 verbunden. Der Plansch 7 ist auf einem Kardanrohr ΊΟ befestigt, an dessen anderem Ende eine zweite, identische Kupplung angeschlossen ist. Bei dieser Ausführung wirken die Lamellen i als Kardangelenke einer Gelenkwelle und sind in der Lage, Drehbewegungen bei RadialVerlagerungen und/oder Winkelverlagerungen gleichförmig zu übertragene
Bei der Ausführungsform nach Pig» 5 ist die in Pig. Ί dargestellte Lamelle Λ in eine Planschkupplung eingebaut. Bei dieser Ausführungsform sind ebenfalls vier Lamellen Ί zwischen einer vierarmigen Nabe 6 und edasm ebenfalls vierarmigen Plansch 7 angeordnet und mittels der Schraubbolzen 8,9 mit der Nabe 6 und dem Plansch 7 wechselseitig verbunden. Der Plansch 7 zeigt hierbei zur Befestigung äse Lamelle nach innen gerichtete Arme und dient z.B. zum Anschluß an die Schwungscheibe eines Motors.
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE:
    Elastische Euppltmg, zwischen deren Antriebsteil und Abtriebsteil drehmomentübertragende, elastische Lamellen vorgesehen sind, welche kranzförmig um die gemeinsame Mittenachse der Kupplungsteil angeordnet und mit diesen abstandsveränderlich und gegeneinander neigbar mittels Schraubbolzen od.dglo wechselweise verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbohrungen (3) der Lamellen (i) sich auf einem Kreis um die Rotationsachse der Lamellen (i) befinden, der im äußeren Umfangsbereich der Lamellen (Ί) liegt.
    2o) Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lamellen (1) Stege (2) besitzen, in denen die Befestigungsbohrungen (3) angeordnet sind.
    3.) Elastische Kupplung nach Anspruch Λ und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (2) der einzelnen Lamellen ("I) über Segmente (4) miteinander verbunden sind.
    4-.) Elastische Kupplung nach Anspruch i und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) nach außen und/oder innen gerichtete radiale Wölbungen aufweisen.
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    5·) Elastische Kupplung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (2) der einzelnen Lamellen (i) nach außen und/ oder innen gerichtete radiale WöTbungen "besitzen^
    6.) Elastische Kupplung nach Anspruch Λ und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lamellen (1) mit je zwei Schraubbolzen (8,9) od.dgl. wechselseitig an den Kupplungsteilen |5,7) "befestigt sind.
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