DE3142024C1 - Drehelastische,hydraulisch daempfende Kupplung - Google Patents

Description

durch Vulkanisation verbunden; es entstehen nicht zur Dämpfung nutzbare Verlustvolumina — verhältnismäßig gering und darüber hinaus nicht genau bestimmbar ist. Zusätzlich können hier am Gummi-Federelement Schrumpf- und Zugspannungen auftreten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß sich bei einfacher Fertigung und geringem Montageaufwand genau definierte Kammerverhältnisse und ein großes spezifisches Pumpvolumen erzielen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das zylinderförmige Gummielement an seinen beiden Stirnseiten mit gegeneinander versetzten, in axialer Richtung verlaufenden Sacklöchern zur steckbaren Aufnahme der Mitnehmer versehen ist, daß die zwischen den Sacklöchern angeordneten Kammern axial durchgehend ausgebildet sind und daß das Gummielement an seinen Stirnseiten einstückig mit ihm verbundene Blechscheiben trägt, die mit den Sacklöchern und den Kammern fluchtende Öffnungen besitzen und über die das Gummielement dichtend mit den Flanschen verbindbar ist

Eine derart ausgebildete Kupplung besitzt ein frei verformbares Gummielement, das genau bestimmbare Kammerverhältnisse ohne Verlustvolumina ergibt und ein spezifisch großes Pumpvolumen sowie eine damit verbundene hohe Dämpfung sicherstellt. Schrumpf- und Zugspannungen sind hier weitgehend ausgeschlossen. Die Montage kann in einfacher Weise und ohne großen Aufwand durchgeführt werden.

Die die Mitnehmer aufnehmenden Sacklöcher sind in vorteilhafter Weise mit Blech ausgekleidet, wodurch eine Reibung zwischen den Mitnehmern und dem Gummielement ausgeschlossen ist. Dadurch, daß die Sacklöcher gegebenenfalls auch die Mitnehmer an ihrem radial nach außen gerichteten Ende einen trapezförmig, nach außen sich vergrößernden Querschnitt aufweisen, kann die Pumpwirkung und damit auch die Dämpfung weiter verstärkt werden. Dazu trägt auch bei, daß die Außenwandung des Gummielementes im Bereich der Kammern nach innen gewölbt ist.

Eine zentrale, durchgehende Öffnung im Gummielement gewährleistet, daß die bei einer kardanischen Belastung der Kupplung entstehenden Spannungen abgebaut werden können.

Die Verbindung der Blechscheiben mit den Flanschen erfolgt entweder mittels Schrauben oder durch Bördelung, was keinen hohen Montageaufwand erfordert. Um die Sacklöcher und die Kammern gegenüber den Flanschen abzudichten, sind entweder die Blechscheiben an ihrer Außenfläche mit einer dieselben umschließenden Dichtung versehen oder das Gummielement ragt im Bereich der Sacklöcher und Kammern mit Dichtlippen durch die entsprechenden Öffnungen der Blechscheiben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Flansch einer Kupplung nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Gummielement der Kupplung und F i g. 3 einen Schnitt durch das Gummielement der Fig.2 entlang der Linie IH-III mit montierten Flanschen.

Die in der Fig.3 im montierten Zustand gezeigte Kupplung besteht aus zwei scheibenförmigen Flanschen 1,2 gemäß F i g. 1, die in diesem Ausführungsbeispiel an ihren nach außen gerichteten Flächen mit einer Nabe 3 versehen sind. Mittels dieser Naben 3 wird die Kupplung auf den Enden zweier nicht dargestellter Wellen befestigt. Sowohl durch den Flansch 1,2 als auch durch die Nabe 3 erstreckt sich zu diesem Zweck eine zentrische Bohrung 4, in die die Wellenenden eingesteckt werden können.

Jeder Flansch 1, 2 trägt an seiner nach innen gerichteten Fläche vier gleichmäßig über den Umfang verteilte, axial verlaufende Mitnehmer 5, die beispielsweise einstückig mit dem Flansch 1, 2 gefertigt sein können. Der Querschnitt der Mitnehmer 5 ist normalerweise als schmales sich in radialer Richtung erstreckendes Rechteck ausgebildet Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzen die Mitnehmer 5 an ihrem radial nach außen gerichteten Ende einen vergrößerten, trapezförmigen Querschnitt 6. In jedem Mitnehmer 5, zumindest eines Flansches 1, ist jeweils mit geringem Abstand vom Flansch 1, 2 eine Drosselbohrung 7 eingearbeitet.

Zwischen den beiden Flanschen 1,2 der F i g. 3 ist ein Gummielement 8 gemäß der F i g. 2 angeordnet Dieses Gummielement 8 besitzt eine im wesentlichen zylindrische Form mit einer zentralen Bohrung 9. Von beiden Stirnseiten aus sind in das Gummielement 8 jeweils vier Sacklöcher 10, 11 eingearbeitet, die, wie die Fig.3 erkennen läßt, mit Abstand vor der anderen Stirnseite enden und ebenfalls gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Anordnung und der Querschnitt der Sacklöcher 10, 11 entspricht dabei der Anordnung und dem Querschnitt der Mitnehmer 5, so daß die Mitnehmer 5 von den Sacklöchern 10 bzw. 11 aufgenommen werden können. Um dabei, insbesondere aber während des Betriebes, eine Reibung zwischen der Wandung der Sacklöcher 10,11 und den Mitnehmern 5 zu vermeiden, sind die Sacklöcher 10, 11 zumindest an ihrer inneren Grundfläche und den Seitenflächen mit einem nicht gezeichneten Blech ausgekleidet, die mit dem Gummielement 8 durch Vulkanisation verbunden sind.

Zwischen den Sacklöchern 10 und 11 befinden sich jeweils durchgehende an den Stirnflächen des Gummielementes 8 offene Kammern 12, die gleich ausgebildet sind und etwa dreieckförmigen Querschnitt besitzen. Zwischen diesen Kammern 12 und den Sacklöchern 10, 11 bleibt dabei eine Wandung 13 des Gummielementes 8 erhalten. In diese Wandung 13 sind Aussparungen 14 eingearbeitet, die bei eingeschobenen bzw. eingesteckten Mitnehmern 5 mit den Drosselbohrungen 7 fluchten. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die Außenwandung 15 nach innen gewölbt, so daß hier keine zylindrische, sondern eine gewellte Außenfläche vorhanden ist.

Auf den Stirnflächen des beschriebenen Gummielementes 8 sind Blechscheiben 16,17 durch Vulkanisation befestigt, von denen in Fig. 2 zur besseren Darstellung des Gummielements 8 die vordere Blechscheibe 16 nur in der linken Hälfte gezeichnet ist Diese Blechscheiben 16, 17 weisen Öffnungen 18, 19 auf, die mit den Sacklöchern 10 bzw. 11 und den Kammern 12 der entsprechenden Stirnseite des Gummielementes 8 fluchten und damit für das Einstecken der Mitnehmer 5 in die Sacklöcher 10,11 nicht hinderlich sind.

Der Durchmesser der Blechscheiben 16, 17 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel größer als das Außenmaß des Gummielementes 8 und der Durchmesser der Flansche 1, 2. Dadurch ist es möglich, beim Zusammensetzen der Kupplung, das in einem mit

Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Behälter erfolgt, den über die Flansche 1, 2 überstehenden Rand über einen an den Flanschen 1, 2 vorgesehenen Kragen 20 als Bördelung 21 zu verformen und damit das Gummielement 8 mit den Flanschen 1,2 zu verbinden (Fig. 3). Um die Öffnungen 18, 19 der Blechscheiben 16, 17 gegenüber den Flanschen 1,2 abzudichten, besitzen die Blechscheiben 16, 17 an ihrer Außenfläche eine nicht dargestellte, dünne Gummischicht oder die Öffnungen 18, 19 umschließende Dichtlippen. Diese Dichtlippen ι ο können auch direkt durch das Gummielement 8 gebildet sein, wobei dann die Öffnungen 18, 19 in den Blechscheiben 16, 17 geringfügig größer als die Querschnitte der Sacklöcher 10, 11 und der Kammern 12 ausgebildet sind, so daß die Dichtlippen durch die Öffnungen 18,19 hindurchragen können.

Es ist zweckmäßig, den radialen Abstand zwischen den Mitnehmern 5 etwas kleiner als den radialen Abstand zwischen den Sacklöchern 10 bzw. 11 zu halten, so daß das Gummielement 8 beim Einstecken der Mitnehmer 5 in die Sacklöcher 10, 11 unterhalb der inneren Grundfläche derselben geringfügig vorgespanntwird.

Bei einer Verdrehung der Flansche 1, 2 gegeneinander wird eine über die andere Kammer 12 verkleinert, während sich die anderen Kammern 12 vergrößern. Dabei erfolgt über die Drosselbohrungen 7 ein Flüssigkeitsaustausch, der durch die trapezförmigen Querschnittsteile der Sacklöcher 10, 11 und der Mitnehmer 5 sowie durch die nach innen gewölbten Außenwandung — was eine Verstärkung des Pumpeffektes bewirkt — in vorteilhafter Weise beeinflußt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

Patentansprüche:

1. Drehelastische, hydraulisch dämpfende Kupplung, bestehend aus zwei im Abstand voneinander auf Wellen befestigbaren Flanschen (1,2) mit jeweils mindestens drei ineinander eingreifenden Mitnehmern (5), einem einstückigen, die Mitnehmer (5) kraft- und formschlüssig umschließenden Gummielement (8) mit zwischen den Mitnehmern (5) gebildeten und mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Kammern (12) sowie aus in den Mitnehmern (5) eines Flansches (1) eingearbeiteten Drosselöffnungen (7), über die die jeweils zu beiden Seiten dieser Mitnehmer (5) befindlichen Kammern (12) miteinander in Strömungsverbindung gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das zylinderförmige Gummielement (8) an seinen beiden Stirnseiten mit gegeneinander versetzten, in axialer Richtung verlaufenden Sacklöchern (10, 11) zur steckbaren Aufnahme der Mitnehmer (5) versehen ist, daß die Kammern (12) axial durchgehend ausgebildet sind und daß das Gummielement (8) an seinen Stirnseiten einstückig mit ihm verbundene Blechscheiben (16, 17) trägt, die mit den Sacklöchern (10, 11) und den Kammern (12) fluchtende Öffnungen (18, 19)25 besitzen und über die das Gummielement (8) dichtend mit den Flanschen (1,2) verbindbar ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (10, 11) zumindest teilweise mit Blech ausgekleidet sind.

3. Kupplung nach «Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saeklöcher (10, 11) und gegebenenfalls die Mitnehmer (5) an ihren radial nach außen gerichteten Enden in einen trapezförmig nach außen sich vergrößernden Querschnitt (6) übergehen.

4. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen den Mitnehmern (5) kleiner ist als der radiale Abstand zwischen den der Achse zugewandten Flächen der Sacklöcher (10,11).

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummielement (8) eine zentrale, durchgehende Öffnung (9) aufweist.

6. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüehe 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheiben (16, 17) mit den Flanschen (1, 2) mittels Schrauben verbunden sind.

7. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheiben (16, 17) mit den Flanschen (1, 2) durch Bördelung (21) verbunden sind.

8. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheiben (16, 17) an ihrer freien Außenfläche mit einer die Sacklöcher (10,11) und die Kammern (12) umschließenden Dichtung versehen sind.

9. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummielement (8) im Bereich der Sacklöcher (10,11) und der Kammern (12) mit Dichtlippen durch die entsprechenden Öffnungen (18, 19) der Blechscheiben (16,17) ragt.

10. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1—9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (15) des Gummielementes (8) im Bereich der Kammern (12) nach innen gewölbt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehelastische, hydraulisch dämpfende Kupplung, bestehend aus zwei im Abstand voneinander auf Wellen befestigbaren Flanschen mit jeweils mindestens drei ineinander eingreifenden Mitnehmern, einem einstückigen, die Mitnehmer kraft- und formschlüssig umschließenden Gummielement mit zwischen den Mitnehmern gebildeten und mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Kammern sowie aus in den Mitnehmern eines Flansches eingearbeiteten Drosselöffnungen, über die die jeweils zu beiden Seiten dieser Mitnehmer befindlichen Kammern miteinander in Strömungsverbindung gehalten sind.

Aus der DE-AS 27 17 170 ist eine ,drehelastische, hydraulisch dämpfende Kupplung bekannt, bei der an zwei mit Abstand voneinander angeordneten und mit einem Flansch versehenen Nabenkörpern jeweils vier abgekröpfte, als Mitnehmer wirkende Speichen befestigt sind, die mit Abstand voneinander ineinandergreifen. In den freien Raum zwischen zwei Speichen, die jeweils einem der sich gegenüberliegenden Nabenkörper zugeordnet sind, sind gleich ausgebildete Gummielemente unter Vorspannung eingesetzt und mit den Speichen verbunden, die zwei durch eine Stützwand getrennte, gegen die Speichen offene Kammern zur Aufnahme von Dämpfungsflüssigkeiten aufweisen. Dabei sind die Gummielemente mit den Stützwänden durch Vulkanisation verbunden. Jeweils die zu beiden Seiten einer Speiche befindlichen Kammern stehen über eine Drosselöffnung in der Speiche miteinander in Verbindung. Bei den mit Drehschwingungen der Kupplung verbundenen elastischen Verformungen der Gummielemente werden die Volumina der Kammern jeweils auf einer Seite der Speichen vergrößert, während sich die anderen Kammern um das gleiche Maß verkleinern. Über die Drosselöffnungen findet dabei eine Umschichtung der Dämpfungsflüssigkeit statt. Die frei wählbaren Drosselquerschnitte erzeugen dabei Dämpfungskräfte, die beispielsweise die Laufruhe einer Maschine sicherstellen und das Entstehen von Resonanzschwingungen verhindern. Durch die Vielzahl der Gummi-Metallteile erfordert diese Kupplung einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand. Dadurch, daß jeweils zwei Gummielemente fest an einer Speiche anvulkanisiert werden können, verringert sich dieser Aufwand nur unwesentlich.

In der DE-OS 29 30 244 ist eine drehelastische, hydraulisch dämpfende Kupplung offenbart, die aus einem auf einer ersten Welle befestigbaren Nabenkörper und einem denselben mit radialem Abstand umschließenden Außenteil besteht, das über einen Deckel mit einer zweiten Welle verbunden werden kann. Der Nabenkörper trägt vier radial nach außen gerichtete Mitnehmeransätze, die sich mittig zwischen vom Außenteil nach innen ragende Mitnehmerflügel befinden. Dabei sind die Mitnehmeransätze mit den Mitnehmerflügeln durch ein Gummi-Federelement unter gleichzeitiger Bildung von Kammern zwischen den benachbarten Mitnehmern verbunden. Die Kammern sind ebenfalls mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt und stehen über einen Überströmkanal miteinander in Verbindung. Diese Kupplung besitzt zwar einen einfachen Aufbau und ist leicht montierbar, hat aber den Nachteil, daß das spezifische Pumpvolumen pro Winkeleinheit infolge der bei der Verdrehung nicht genau definierbaren Kammerverhältnisse — das Gummi-Federelement ist nicht nur mit den Mitnehmern, sondern auch mit dem Nabenkörper und dem Außenteil