DE2630506A1

DE2630506A1 - Elastische wellenkupplung

Info

Publication number: DE2630506A1
Application number: DE19762630506
Authority: DE
Inventors: Hans Drewitz; Faust Hagin
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1976-07-07
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1978-01-12

Description

Elastische Wellenkupplung
Die Erfindung bezieht sich auf eine elatische Kupplung zur übertragung hoher Drehmomente (bis etwa 250 mkg)zwischen hintereinanderliegenden, nicht genau fluchtenden Wellen einer Kraftmaschine und eines Schwungrades, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Solche Kupplungen werden im allgemeinen dann eingesetzt, wenn kleine Kardanwinkel oder geringer Axialversatz zwischen zwei Wellen auszugleichen ist. Bisher bekannte Ausführungen solcher elastischer Kupplungen bestehen im allgemeinen aus zwei starren Endflanschen zwischen die ein Gummielement eingesetzt ist, wobei die Kopplung zwischen Gummielement und Endflanschen in verschiedenster Weise gelöst wird.
Solche bekannte Metallgummikupplungen haben jedoch den Nachteil, daß sie dann, wenn große Drehmomente übertragen werden sollen viel Bauraum beanspruchen und daß sie darüber hinaus nur sehr geringen Axialversatz zulassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elastische Kupplung ohne diese Nachteile zu schaffen, d. h. eine Kupplung, die sowohl vergleichsweise große Kardanwinkel zwischen den zu koppelnden Wellen ausgleicht als auch Axialversatz. Darüber hinaus soll die zu schaffende Kupplung hohe Torsionselastizität und gleichzeitig auch Torsionsdämpfung aufweisen, was wegen der vergleichsweise großen angeschlossenen Trägheitsmomente eines Schwungrads auf der einen Seite und einer Kraftmaschine auf der anderen Seite gefordert wird, und die, da sie insbesondere für den Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, besonders raumsparend ausgebildet sein soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß eine gattungsgemäße Kupplung aus einem konzentrisch ineinander angeordnete Büchsen umfassenden zylindrischen Mittelteil mit topfartigen Endflanschen besteht, die jeweils als Bogenzahnkupplungen ausgebildet sind und wovon einer mit einer zentralen Büchse des Mittelteils drehfest verbunden ist, die sich auf ihrer Innen-und Außenseite über elastische Elemente an konzentrischen Büchsen, die am anderen Endflansch befestigt sind abstützt, wobei eines dieser elastischen Elemente eine zylindrische Gummibüchse ist, die zwischen der zentralen Büchse und einer der konzentrischen Büchsen eingepreßt oder einvulkanisiert ist.
Eine solcherart ausgebildete Wellenkupplung erfüllt die oben beschriebenen an sie gestellten Forderungen besonders gut, und hat zusätzlich den Vorteil wartungsunempfindlich zu sein.
Aus dem Stand der Technik sind zwar Einzelmerkmale einer solchen Kupplung wie z. B. die Bogenzahnkupplungen oder die Verbindung zweier konzentrischer Metallbüchsen mittels einer Gummibüchse zur drehelastischen Verbindung von Wellen bekannt, es ist jedoch bisher nicht bekannt geworden, Einzelmerkmale aus Kupplungselementen für sehr unterschiedliche Zwecke so zu kombinieren, daß eine elastische Kupplung für den speziellen Zweck der Verbindung einer Kraftmaschine und eines Schwungrades geschaffen wird, die die speziell an sie gestellten Forderungen erfüllen könnte.
In Ausgestaltung der Erfindung kann das zweite elastische Element, das zur Abstützung der zentralen Büchse dient, entweder auch eine Gummibüchse sein oder aber es kann sich bei diesem elastischen Element um eine Vielzahl von Gummirollen handeln, die sich auf ineinander greifenden Zahnflanken der konzentrischen Büchsen abstützen. Dabei können je nach den geforderten Belastungsverhältnissen die Zahnflanken der konzentrischen Büchsen eine solche radiale Ausdehnung aufweisen, daß sie vollständig ineinander greifen, so daß die dazwischengefügten Gummirollen im wesentlichen auf Druck beansprucht werden oder aber es kann sich um kurze Zahnflanken handeln, die keine radiale Überdeckung aufweisen, so daß die Gummirollen im wesentlichen auf Scherspannung beansprucht sind.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden die Hauptausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung, Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend II-II aus Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend dem der Fig. 2, jedoch zu einer Ausführungsform mit axial verlegten Gummirollen und Fig. 4 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 3, jedoch für eine Ausführungsform, bei der sich die Zahnflanken von konzentrischen Büchsen radial nicht überdecken.
Die in Fig. 1 gezeigte elastische Kupplung verbindet eine Welle 10 und eine Welle 20, deren Wellenachsen nicht genau fluchten, sondern sowohl einen Kardanwinkel einschließen als auch radial gegeneinander versetzt sind. Die Wellenkupplung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Mittelteil, das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist und an dem zu beiden Seiten topfartige Endflansche 2 angeordnet sind. Die topfartigen Endflansche 2 können einstückig mit dem Mittelteil verbunden sein, oder aber durch Zusammensetzen verschiedener Flanschelemente gebildet werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden die topfartigen Endflansche 2 durch äußere Flanschringe 2a gebildet, die auf kreisförmige Endscheiben des zylindrischen Mittelteils 1 aufgeschraubt sein sollen. Die Flanschringe 2a sind mit einer Innenverzahnung 12 versehen, die an einem Ende in eine Bogenaußenverzahnung 21 der Welle 20 eingreift, am andern Ende der Wellenkupplung in eine Bogenaußenverzahnung 11 der Welle 10. Die Bogenzahnkupplungen 11, 12, 21 sind nach außen mit Dichtungen 13 abgedichtet.
Der rechte topfartige Endflansch 2 ist mit einer zentralen Büchse 3 des Mittelteils 1 in der Weise drehfest verbunden, daß er einstückig mit dieser Büchse 3 ist. Die zentrale Büchse 3 weist auf ihrer Innenseite eine Gummibüchse 6, auf ihrer Außenseite eine Gummibüchse 6a auf, die jeweils anvulkanisiert sein sollen. Der linke Endflansch 2 ist einstückig mit einer inneren Büchse 4 und über eine Verschraubung mit einer äußeren Büchse 5 des zentralen Mittelteils 1 drehfest verbunden. Der Außendurchmesser der inneren Büchse 4 und der Innendurchmesser der äußeren Büchse 5 sind so gewählt, daß ein Preßsitz zwischen diesen Büchsen 4, 5 und den Gummibüchsen 6, 6a zustande kommt und somit eine Reibschlußverhindunq. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist zur Erleichterung der Montage zwischen die Gummibüchsen 6. und 6a und die mit dem linken Endflansch verbundenen Büchsen 4 und 5 jeweils eine geschlitzte Zwischenbüchse vorgesehen, die jeweils an der entsprechenden Gummibüchse anvuikanisiert ist (siehe Fig. 2).
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die äußere Gummibüchse 6a ersetzt durch eine Vielzahl von Gummirollen 7, die axial zwischen einander radial überdeckenden Zahnflanken eingelegt sind. Die Zahnflanken werden gebildet, von Zähnen 8, die an der zentralen Büchse 3 nach außen weisend angeordnet sind und von Zähnen 9, die sich von de äußeren Büchse 5 nach innen erstrecken. Wird von der Kupplung ein Drehmoment übertragen, so werden die axial verlegten Gummirollen 7 im wesentlichen auf Druck beansprucht.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist dem gemäß Fig. 3 ähnlich, lediglich besteht zwischen den Zahnflanken 18, 19 an denen die axial ausgerichteten Gummirollen 17 abgestützt sind, keine radiale Uberdeckung so daß bei Übertragung eines Drehmomentes die Gummirollen 17 auf Scherung beansprucht werden.
Die übrigen Elemente aus Fig. 4 sind mit Bezugszeichen versehen, die der Ausführungsform nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 entsprechen.
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Claims

Patentansprüche Elastische Kupplung zur Übertragung hoher Drehmomente (bis etwa 250 mkg) zwischen hintereinanderliegenden nicht genau fluchtenden Wellen einer Kraftmaschine und eines Schwungrades, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem konzentrisch ineinander angeordnete Büchsen (3, 4, 5) umfassenden zylindrischen Mittelteil (1) mit topfartigen Endflanschen (2) besteht, die jeweils als Bogenzahnkupplungen (11, 12, 21) ausgebildet sind und wovon einer mit einer zentralen Büchse (3) des Mittelteils (1) drehfest verbunden ist, die sich auf ihrer Innen- und Außenseite über elastische Elemente (6, 6a, 7, 17) an konzentrischen Büchsen (4, 5), die am anderen Endflansch (2) befestigt sind, abstützt, wobei eines dieser elastischen Elemente eine zylindrische Gummibüchse (6, 6a) ist, die zwischen der zentralen Büchse und einer der konzentrischen Büchsen (4, 5) eingepreßt oder einvulkanisiert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere elastische Element zur Abstützung der zentralen Büchse (3) ebenfalls eine Gummibüchse ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere elastische Element zur Abstützung der zentralen Büchse (3) eine Vielzahl von axial verlegten Gummirollen (7) umfaßt, die sich auf einander radial überdeckenden Zahnflanken (Zähne 8, 9) der konzentrischen Büchsen (3, 4, 5) abstützen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere elastische Element zur Abstützung der zentralen Büchse (3) eine Vielzahl von Gummirollen (17) umfaßt, die sich auf Zahnflanken (Zähne 18, 19) der zentralen Büchse (3) und einer konzentrischen Büchse (4, 5) abstützen, die keine radiale Überdeckung aufweisen, so daß die Gummirollen (17) auf Scherspannung beansprucht sind.