DE3330645A1 - Drehelastische, schwingungsdaempfende wellenkupplung - Google Patents

Description

• "Drehelastische, schwingungsdämpfende Wellenkupplung"
• Drehelastische, schwingungsdämpfende Kupplungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
• So ist z.B. nach US-PS 251 3379 eine Ausführung bekannt, bei der tangential zur Drehachse Schraubenfedern angeordnet sind, die von ineinander schiebbaren Hülsen umgeben sind, durch deren Oeffnungen Dämpfungsöl fließt.
• Weiterhin ist durch die DE 3228 673 A1 eine solche Kupplung bekannt, bei der die Drehmomentübertragung vom Primärteil auf das Sekundärteil über einen dazwischengeschalteten ringförmigen Kupplungskörper erfolgt, der mit einer Schubeinrichtung in das Primärteil eingreift und mit einer Axialverzahnung mit dem Sekundärteil verschiebbar verbunden ist, wobei sich beiderseits des Kupplungskörpers Tellerfedern befinden, die sich an den Gehäusewandungen abstützen. Die beiderseitigen Kammern der Federn sind mit Dämpfungsöl gefüllt, das bei Belastung durch eine Drossel im Kupplungskörper von einer Kammer in die andere überströmen kann. Unter Belastung in der einen oder anderen Drehrichtung kommt der Kupplungskörper infolge des wechselnden Axialschubes an der einen oder anderen Feder zur Anlage.
• Die axiale Anordnung der Federn ermöglicht zwar größere Verdrehwinkel als die eingangs genannte Kupplung, jedoch sind dieser Konstruktion im Hinblick auf den Verdrehwinkel und das Drehmoment auch gewisse Grenzen gesetzt. Befindet sich die Schubeinrichtung am inneren Durchmesser des Kupplungskörpers, werden relativ große Verdrehwinkel erzielt, während das übertragbare Drehmoment infolge des kleinen Radius,an dem die Umfangskraft angreift, klein wird. Ist die Schubeinrichtung am Außendurchmesser des Kupplungskörpers angeordnet, kann zwar ein größeres Drehmoment übertragen werden, der Verdrehwinkel wird aber um das Verhältnis Außendurchmesser zum Innendurchmesser kleiner.
• Hinzu kommt bei dieser Konstruktion, daß bei jeder Drehrichtung immer nur die Hälfte der Federn genutzt wird, während die andere Hälfte unbeteiligt bleibt, was den Nutzwert der Kupplung stark einschränkt.
• Die wechselweise Belastung der Federn bedingt auch eine erhebliche Vorspannung. Wechselweise dynamisch belastete Federn sind nur dauerfest, wenn der Federvorspannweg größer ist als der Federarbeitsweg, wodurch der Verdrehwinkel weiter eingeschränkt wird.
• Ferner muß als nachteilig angesehen werden, daß die Tellerfedern unmittelbar am Kupplungskörper anliegen und der Abrieb von den Tellerfedern ungehindert in das Gewinde gelangt, was zu Verschleiß und damit zur Vergrößerung des Verdrehspiels führen muß.
• Die genannte Kupplung weist daher nicht die für Kraft- und Arbeitsmaschinen notwendigen Eigenschaften wie hohe Leistungsdichte, großer Verdrehwinkel und hohe Lebensdauer auf.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine hochdrehelastische Wellenkupplung mit Flüssigkeitsdämpfung zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden und eine hohe spezifische Übertragungsfähigkeit sowie ein größerer Verdrehwinkel erreicht wird; wobei der übertragungsmechanismus, der die tangentiale Bewegung des Primärteils in eine Axialbewegung und von dort wieder in eine tangentiale Bewegung des Sekundärteils umsetzt, so gestaltet ist, daß das gesamte Federvolumen, unabhängig von der Momentenrichtung, voll genutzt wird und die Schubeinrichtung vor Verschleiß durch verunreinigtes Öl geschützt wird.
• Die Erfindung geht dabei von einer Kupplung ähnlich der DE 3228 673 Al aus, bei der die Drehmomentübertragung vom Primärteil zum Sekundärteil über ein zwischen diesen angeordnetes axialverschiebbares Kupplungsteil erfolgt, welches auf Pakete von axial oder oder koaxial angeordneten Tellerfedern wirkt, die sich am Kupplungsgehäuse abstutzen.
• Die Erfindung besteht aus einem Kupplungsteil mit zwei konzentrisch übereinander angeordneten Kupplungsringen, die über eine Schubeinrichtung miteinander verbunden sind, wobei der äußere Kupplungsring an seinem äußeren Durchmesser und der innere Kupplungsring an seinem inneren Durchmesser je eine Längsverschiebung zulassende Axialverzahnung besitzen, und zwischen den Federpaketen und dem Kupplungsteil eine die beiden Kupplungsringe in radialer Richtung überdeckende Stützscheibe angeordnet ist, und der innere Kupplungsring an den beiden Planflächen gleichzeitig als Axiallager ausgebildet ist.
• Eine Ausführungsform, deren Aufbau sehr einfach und kostengünstig ist, besteht darin, daß die beiden Kupplungsringe in einer Richtung an der Wandung des Sekundärteils anliegen und auf der anderen Seite die Kupplungsringe in radialer Richtung von einer Stützscheibe überdeckt werden, zwischen der und dem Kupplungsgehäuse die Federn angeordnet sind.
• Die Stützscheibe unterteilt gleichzeitig den Kupplungskörper in zwei getrennte Ölräume, wobei die Abdichtungen verhindern, daß verunreinigtes Öl an die Schubeinrichtung gelangt. Durch die einseitige Anordnung der Federn wird eine geringe Kupplungsbreite erreicht, die nicht größer ist als die Länge eines normalen Wellenzapfens. Für sehr große Verdrehwinkel können zwei Kupplungen mit Nabe-/Nabeverbindung hintereinander geschaltet werden.
• Nach dem Erfindungsgedanken kann auch rechts und links des Kupplungsteils eine die beiden Kupplungsringe überdeckende Stützscheibe angeordnet werden, zwischen denen und den Gehäusewandungen sich Pakete von Federn befinden.
• Ganz allgemein kann die Schubeinrichtung des Kupplungsteils, die zwischen der äußeren und inneren Längsverschiebung zulassenden Verzahnung liegt, mehr zum äußeren oder inneren Durchmesser hin angeordnet werden, je nachdem, ob ein größeres Drehmoment oder ein größerer Verdrehwinkel gewünscht wird. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Schubeinrichtung auf einem mittleren Durchmesser liegt.
• In Fig. 1 ist eine Kupplung mit einseitiger Anordnung der Federn im Längsschnitt dargestellt, anhand derer die Erfindung weiter behandelt wird.
• Fig.1 bezeichnet 1 das Primärteil, das gemeinsam mit dem Deckel 2 das Kupplungsgehäuse bildet. Das Sekundärteil 3 ist als Kupplungsnabe ausgebildet, dessen Bohrung 4 zum Anschluß an die anzutreibende oder abtreibende Maschine dient. Zwischen Primärteil 1 und Sekundärteil 3 ist das Kupplungsteil, bestehend aus den äußeren und inneren Kupplungsringen 5 und 6 angeordnet. Die beiden Kupplungsringe sind über eine Schubeinrichtung 7 miteinander verbunden. Der äußere Kupplungsring 5 besitzt an seinem äußeren Durchmesser eine Axialverzahnung 8, die mit dem Primärteil 1 in Verbindung steht, und der innere Kupplungsring 6 besitzt an seinem Innendurchmesser eine Axialverzahnung 9, die mit dem Sekundärteil 3 in Verbindung steht. Die beiden Kupplungsringe 5 u.6 liegen auf der einen Seite mit ihren Planflächen an der Gehäusewandung 10 des Primärteils an.
• Auf der anderen Seite überdeckt eine Stützscheibe 11 in radialer Richtung beide Kupplungsringe.
• Zwischen der Stützscheibe 11 und dem Kupplungsdeckel 2 sind die Federpakete 12 angeordnet, die auf dem Bolzen 13 an ihrem Innendurchmesser geführt werden. Bei Einleitung eines Drehmomentes in das Primärteil 1 wird je nach Momentenrichtung der äußere oder innere Kupplungsring in axialer Richtung verschoben und beaufschiagtdie Federpakete 12 über Stützscheibe 11 mit der Axialkomponente aus der Umfangskraft. Der zweite Kupplungsring stützt sich dabei an der Gehäusewandung 10 ab.
• Zur Aufnahme der Relativbewegung sind die Planflächen des inneren Kupplungsringes als Axiallager 14 ausgebildet. Um eine Relativbewegung zwischen der Stützscheibe 11 und den Federpaketen 12 zu vermeiden, ist die Stützscheibe über Bolzen 15 gegenüber dem drehfesten Kupplungsring 5 fixiert. Die Stützscheibe 11 mit ihren Dichtungen 16 und 17 unterteilt gleichzeitig den Innenraum der Kupplung in zwei getrennte Ölräume. Unter der Wirkung des Drehmomentes und der damit verbundenen Axialschiebung der Stützscheibe ändert sich das Volumen der Ölräume und das Öl wird über die Bohrung 18 und die Drossel 19 von einem Ölraum in den anderen gepreßt.
• Die Drossel 19 liegt in der Rotationsachse der Kupplung wodurch vermieden wird, daß Abrieb von den Federn an die Schubeinrichtung gelangt.
• Patentansprüche:

Claims (4)

1. Patentansprüche 1.) Hochdrehelastische Wellenkupplung mit Flüssigkeitsdämpfung, deren Drehmomentübertragung vom Primärzum Sekundärteil vom Primärteil aus über ein zwischen diesen angeordnetes, axial verschiebbares Kuppelteil erfolgt, welches auf Pakete von axial oder koaxial angeordneten Federelementen, insbs.

   von Tellerfedern, wirkt, die sich am Sekundärteil abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil aus zwei übereinander angeordneten Kupplungsringen 5 und 6 besteht, die über eine zwischen ihnen angeordnete Axialschubeinrichtung 7 verbunden sind, und der äußere Kupplungsring 5 an seinem äußeren Durchmesser eine Axialverzahnung 8 und der innere Kupplungsring 6 an seinem inneren Durchmesser eine Axialverzahnung 9 besitzt, und daß in axialer Richtung beide Kupplungsringe von der Gehäusewandung 10 und der Stützscheibe 11 überdeckt werden.
2. 2.) Wellenkupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Axialschubeinrichtung 7 etwa in der Mitte der radialen Erstreckung der beiden Kupplungsringe 5 und 6 angeordnet ist.
3. 3.) Wellenkupplung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet daß der innere Kupplungsring 6 an seiner Planfläche als Axiallager 14 ausgebildet ist.
4. 4.) Wellenkupplung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet daß die Axialschubeinrichtung 7 als Wälzspindel ausgebildet ist.