DE3501415A1 - Kupplungsvorrichtung mit flexiblen lamellen - Google Patents

Description

■" """' " " 350U15 Es sind bereits mechanische Kupplungsvorrichtungen vom Typ mit Lamellen oder mit . Scheiben oder mit flexiblen Membranen bekannt, die geeignet sind, ein treibendes Teil (Motorwelle) mit einem angetriebenen Teil (angetriebene Welle) zu verbinden und die im wesentlichen sehr torsionssteif sind, so daß sie eine gewisse Durchbiegung ermöglichen, um so eine geringe Fluchtabweichung des antreibenden Teils vom angetriebenen Teil zu ermöglichen.

Eine derartige Vorrichtung besteht z.B. aus einem Stapel von unterschiedlichen Armen, die gemäß einer polygonalen Struktur angeordnet sind und mit deren jeder an jedem
seiner beiden Enden mit einer Montageöffnung versehen ist und die durch eine Festhalteanordnung zusammengehalten werden, welche die zueinander ausgerichteten Öffnungen in den übereinanderliegenden Armen des Stapels durchsetzt, wobei von wenigstens einigen der Arme des Stapels der entsprechende mittlere Abschnitt, der zwischen den Endabschnitten des entsprechenden Arms liegt, in denen die beiden Montageöffnungen für diesen Arm vorgesehen sind, vollständig auf einer Seite der die Achsen der Öffnungen
durchsetzenden Geraden angeordnet ist, im Abstand von dieser Geraden und ohne sie zu überlappen.

Bolzen befestigen die Kupplung abwechselnd mit dem treibenden Teil und dem angetriebenen Teil, wodurch man eine bestimmte Flexibilität zwischen aufeinanderfolgenden am selben Gegenstand befestigten Bolzen erhält.

Entsprechend der bekannten Technik werden die metallischen Lamellen der Kupplung aufeinander gestapelt und von Montagebolzen zusammengehalten. Die geringen Reibungen, die zwischen zwei Lamellen entstehen (welche jeweils zu einer Gruppe von ausgestanzten Lamellen in der gleichen Scheibe gehören können) , sind der Ursprung von Korrosionserscheinungen, welche die Kupplung beschädigen.

Um diesen Nachteil zu beseitigen,wurde bereits vorgeschlagen, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Laraellen ein Zwischenstück anzuordnen. Diese Anordnung erfordert jedoch eine lange und schwierige Montage und ist demzufolge

teuer. Außerdem führt das Vergessen oder der Verlust eines Zwischenstücks zu einer schlechten Funktionsweise der
Kupplung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungs-Vorrichtung zu schaffen, die die oben genannten Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung schafft eine neuartige Anordnung und eine neuartige Lamellenform, wodurch die genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden sind.

Die Erfindung schafft also eine Kupplung, bei der wenigstens ein erster der beiden im Stapel axial benachbarten Arme von der oben genannten Bauart ist, dessen mittlerer Abschnitt vollständig auf einer einzigen Seite der die Achsen der beiden Öffnungen verbindenden Geraden und im Abstand zu dieser Geraden angeordnet ist, wobei der mittlere Abschnitt dieses ersten Arms den mittleren Abschnitt des zweiten der beiden Arme nicht überlappt.

Zur Erzielung einer leichten Montage werden vorzugsweise Arme verwendet, die auf derselben Scheibe angeordnet sind, wobei die folgenden Anordnungen bevorzugt werden:
- Die Arme des Stapels bilden die Seiten von polygonalen Scheiben, wobei die Kupplungsvorrichtung aus dem Stapel einer Vielzahl von Scheiben besteht, die derart ausgestaltet sind, daß für jeden Arm einer ersten Scheibe deren Achsen der Montageöffnungen mit den Achsen der Montageöffnungen eines Arms einer zweiten zur ersten Scheibe benachbarten Scheibe zusammenfallen, wobei der mittlere Abschnitt wenigstens eines der beiden Arme der ersten und zweiten Scheiben vollständig auf einer ein-

zigen Seite der Geraden angeordnet ist, die die Achsen der Montageöffnungen verbindet und den mittleren Abschnitt des anderen der beiden Arme nicht überlappt;

- oder aber die Scheiben sind von wenigstens zwei unterschiedlichen Bauarten/ wobei jede Scheibe einer ersten Bauart aus Armen besteht, deren mittlere Abschnitte
außerhalb der polygonalen Linie angeordnet sind, welche die Achsen der Öffnungen verbindet, mit denen die Arme versehen sind, während jede Scheibe einer zweiten Bauart aus Armen besteht, deren mittlere Abschnitte im
Inneren der polygonalen Linie liegen;

- oder aber die Scheiben sind von einer einzigen Bauart und weisen eine polygonale Form mit einer geraden Anzahl von Seiten auf, wobei die mittleren Abschnitte der

aufeinanderfolgenden Arme einer derartigen Scheibe, wie diejenigen eines ersten Arms außerhalb und wie diejenigen der beiden zum ersten Arm benachbarten Arme innerhalb der polygonalen Linie angeordnet sind, die die
Achsen der Öffnungen verbindet, mit denen die Arme versehen sind.

Es ist weiter vorteilhaft, eine Festhalteanordnung für den zusammengebauten Zustand vorzusehen, wobei die Arme des Stapels unabhängig von der Befestigungsanordnung der Kupplungsvorrichtung mit denjenigen Teilen ist, die sie verbinden kann;
diese Festhalteanordnung besteht vorteilhafterweise:

- entweder aus rohrförmigen Teilen, die die zueinander ausgerichteten Öffnungen der Arme des Stapels durch-

setzen und deren Enden mit Stützringen auf den Außenflächen des Stapels fest verbunden sind;

- oder aus einer klebenden Schicht auf den Kanten der
Enden der verschiedenen Arme des Stapels.

Die Vorteile dieser neuen Anordnungen sind darin zu sehen, daß die Reibungen der mittleren Abschnitte der aufeinander gestapelten Arme unterdrückt werden, damit die daraus
resultierenden Korrosionsbeschädigungen vermieden werden.

Es wird ferner der Vorteil einer leichten Montage erzielt für den Fall, daß mehrere Arme Teile derselben Scheibe sind und eine einfache Fertigung für den Fall, daß alle Scheiben untereinander identisch sind.

Schließlich bietet die Verbindung der einzelnen Arme
oder Scheiben miteinander durch die Festhalteanordnung unabhängig von der Befestigungsanordnung zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil eine wirksame ,
sichere, einzigartige Handhabung der Kupplung.

Die Erfindung wird besser verstanden und weitere Eigenschaften und ihre Vorteile werden deutlich im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei sei betont, daß die Beschreibung und
die Zeichnung erläuternd und nicht beschränkend sind.

In der Zeichnung bedeuten:

Figur 1 eine Draufsicht einer flexiblen Scheibe, die in einer erfindungsgemäßen Kupplung verwendet wird;

Figur 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Kupplung unter Verwendung von Scheiben, die iden

tisch mit derjenigen von Figur 1 sind;

Figur 3 eine Draufsicht von Lamellen oder flexiblen Armen, die als Variante verwendbar sind zur Ausbildung einer Kupplung, die ähnlich derje

nigen von Figur 2 ist;

Figuren

4 und 5 Draufsichten auf zwei unterschiedliche Bauarten von flexiblen Scheiben, die zur Ausbil

dung einer erfindungsgemäßen Kupplung verwendet werden;

Figur 6

Figur 7

eine Draufsicht auf eine Kupplung, die aus den in Figuren 4 und 5 gezeigten Scheiben besteht;

eine Draufsicht einer Variante der in Figur 1 gezeigten Scheibe;

Figur 8 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Kupplung, die ausschließlich aus solchen Scheiben besteht, die identisch mit derjenigen von Figur 7 sind;

Figur 9 eine Draufsicht einer Variante der in Figur 2

gezeigten Kupplung unter Verwendung zweier

unterschiedlicher Bauarten von Scheiben und zwar derjenigen von Figur 2 und einer anderen

Bauart;

Figur 10

Figuren
und 12

eine Draufsicht einer Variante der in Figur 1 gezeigten Scheibe;

Schnitte durch erfindungsgemäße Kupplungen, die zwei Ausführungsbeispiele von Festhalteanordnungen für die zusammengebauten Arme oder Scheiben der Kupplungen zeigen und

Figur 13 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Kupplung, die mit einer Festhalteanordnung in der zusammengebauten Konfiguration versehen ist.

Figur 1 zeigt eine im allgemeinen sechsseitige flexible Scheibe, welche sechs Arme zweier unterschiedlicher Bauarten aufweist: Drei Arme 1 einer ersten Bauart und drei Arme 2 einer zweiten Bauart, wobei vor und nach einem Arm der einen Bauart zwei Arme der anderen Bauart angeordnet sind.

Bezüglich der polygonalen Linie D eines regelmäßigen Sechsecks, das sechs Ecken 3 aufweist, ist die Anordnung der Arme wie folgt:

- Jeder Arm 1 oder 2 erstreckt sich im wesentlichen parallel zu einer Seite der Linie D,

- der mittlere Abschnitt Ic eines jeden Arms 1 ist vollständig außerhalb der polygonalen Linie D angeordnet,

- der mittlere Abschnitt 2c eines jeden Arms 2 ist vollständig innerhalb der polygonalen Linie D angeordnet,

- die mittlere Abschnitte Ic und 2c sind im Abstand zur polygonalen Linie D angeordnet und überlappen sie nirgends,

- die Endabschnitte 4 , die einem Arm 1 und einem Arm 2 gemeinsam sind, überlappen die polygonale Linie D und sind jeweils mit einer Öffnung 5 versehen, deren Achse mit einer Ecke 3 der polygonalen Linie D zusammenfällt,

- die Scheibe ist auf die beiden Arme 1 und 2 beschränkt und wird aus einem flexiblen Material hergestellt z.B.

mittels Ausstanzens aus einem Stahlblech.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kupplung genügt es, wie es in Figur 2 dargestellt ist, einen Stapel aus mehreren Scheiben zu bilden, wie sie in Figur 1 dargestellt sind, wobei einerseits die Achsen 3 der Öffnungen 5 der verschiedenen übereinandergelegten Scheiben zusammenfallen und andererseits eine Scheibe bezüglich der vorhergehenden um ein Sechstel des Umfangs (60°) derart winkelmäßig verschoben wird, daß die beiden Enden 4 eines Arms 1 oberhalb der beiden Enden 4 eines Arms 2 usw. zu liegen kommen und die verschiedenen Scheiben des Stapels festzuhalten.

Die Öffnungen 5 ermöglichen das Einführen von Bolzen zur Befestigung des Stapels mit dem treibenden und dem angetriebenen Teil, die durch die Kupplung verbunden werden, wobei ein Bolzen die Kupplung mit einem der beiden Teile verbindet und der folgende Bolzen die Kupplung mit dem

anderen Teil verbindet usw.

Diese Öffnungen ermöglichen ebenfalls den Zusammenhalt der Scheiben unabhängig von der Befestigung der Kupplung am treibenden und am getriebenen Teil, indem sie Durchläße bilden entweder für Nieten 6, deren Kopf 7 sich auf eine der Querflächen des Stapels abstützt, während das Ende 8 der Niete an einem Ring 9 befestigt ist, der sich auf der anderen Querfläche des Stapels abstützt (Figur 11) oder für Hohlachsen 10, deren Enden an Stützringen 11 befestigt sind, die sich auf den beiden Querflächen des Stapels abstützen (Figur 12).

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind die übereinanderliegenden Enden 4 der unterschiedlichen Arme 1, 2 der Scheiben mit einer klebenden Schicht 13 (Figur 13) auf ihren Kanten 12 versehen.

Aus Figur 2 geht hervor, daß die mittleren Abschnitte Ic und 2c der Arme 1 und 2 beidseits der polygonalen Linie D angeordnet sind und daß sie für zwei Arme deren Enden 4 übereinanderliegen einen Abstand 14 voneinander aufwei sen. Nur die Enden 4 der Arme von aufeinanderfolgenden Scheiben berühren sich gegenseitig.

Sofern die zu einer Scheibe gehörenden Arme 1 und 2 die in Figuren 1 und 2 dargestellte Form aufweisen, ist es auch möglich, Elementararme 15 zu verwenden, z.B. denjenigen von Figur 3 mit einem mittleren Abschnitt 15c und zwei

3Q Enden 15e, die mit Öffnungen 16 versehen sind, deren Achsen mit 17 bezeichnet sind. Ein derartiger Arm 15 weist die Eigenschaft auf, daß sein mittlerer Abschnitt 15c im wesentlichen parallel zur Geraden F ist, welche die Achsen 17 verbindet und einen Abstand zu dieser Achse

3g aufweist und diese nicht überlappt.

In Figur 7 ist eine Scheibe mit sechs Armen 1 und 2 dargestellt, die die gleichen Eigenschaften wie diejenige von

Figur 1 aufweist, jedoch eine leicht abgewandelte Form besitzt. Ähnliche Teile in den beiden Figuren sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 8 zeigt eine Kupplung, die aus einem Stapel von

Scheiben gebildet ist, wie sie in Figur 7 dargestellt sind.

Figur 9 zeigt eine Kupplung, die ähnlich derjenigen von Figur 2 ist (oder derjenigen von Figur 8) und die zusätzlich zu den aufeinander gestapelten Scheiben gemäß der in Figur 2 gezeigten Kupplung eine zweite Bauart von Scheiben 18 enthält, deren Arme 19 sich in die Bereiche 14 zwischen den mittleren Abschnitten Ic und 2c der Arme 1 und 2 der Scheibe der ersten Bauart erstrecken, ohne jedoch diese mittleren Abschnitte Ic und 2c zu berühren.

Figur 10 zeigt eine andere Scheibenform, die ähnlich derjenigen von Figur 1 ist, jedoch nur vier Arme aufweist: Zwei Arme 1 und zwei Arme 2, die sich parallel zu den Seiten der viereckigen Linie D erstrecken. Die funktioneilen Eigenschaften dieser Scheibe sind ähnlich denjenigen der in Figur 1 gezeigten Scheibe, wie im folgenden untersucht wird.

Schließlich zeigen noch die Figuren 4, 5 und 6 ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel von Scheiben zweier unterschiedlicher Bauarten sowie eine daraus gebildete Kupplung.

Die in Figur 4 gezeigte Scheibe weist sechs Arme 1 auf, die ähnlich wie die Arme 1 der Scheibe von Figur 1 angeordnet sind bezüglich einer aus einem regelmäßigen Sechseck bestehenden polygonalen Linie D. Die Scheibe von gg Figur 5 weist sechs Arme 2 auf, die bezüglich der sechseckigen polygonalen Linie D ähnlich den Armen 2 der Scheibe von Figur 1 angeordnet sind. Dabei sind die in den Figuren 1 und 2 verwendeten Bezugszeichen zur Bezeichnung

der Einzelteile der Scheiben in den Figuren 4 bis 6 für ähnliche Teile verwendet.

Die in Figur 6 gezeigte Kupplung besteht aus der Übereinanderlagerung von Scheiben wie sie in den Figuren 4 und 5 dargestellt sind, wobei die Scheibe einer Bauart auf eine Scheibe der anderen Bauart folgt und die Achsen 3 der Öffnungen 5 der einzelnen Scheiben zusammenfallen. Es sei betont, daß aufgrund der Eigenschaften der Arme 1 und 2 die Bereiche 14 zwischen denjenigen .dieser Arme bestehen, die sich gegenüberliegen, wobei die mittleren Abschnitte Ic und 2c dieser Arme sich nirgendwo überlappen.

Die den beschriebenen Ausführungsbeispielen innewohnenden Vorteile beruhen auf dem Vorhandensein der Bereiche 14.
Bei all den dargestellten Kupplungen (Figur 2, Figur 6, Figur 8, Figur 9) sowie bei denjenigen, die unter Verwendung von Scheiben gebildet werden könnten, wie sie in Figur 10 gezeigt sind, berühren sich die mittleren Abschnitte Ic und 2c der übereinanderliegenden Scheiben nicht und ebenfalls nicht die Arme 19 der Scheiben 18 der in Figur 9 gezeigten Kupplungen. Nur die Enden 4 der einzelnen Arme berühren sich. Aufgrund dieser fehlenden Berührung der mittleren Abschnitte Ic und 2c wird jede Reibungsgefahr dieser Teile unter sich ausgeschlossen und damit die aus solchen Reibungen resultierende Korrosionsgefahr.

Dieses Ergebnis erhält man mit Scheiben wie sie in QQ Figuren 4 und 5 dargestellt sind, wobei jedoch noch zwei unterschiedliche Bauarten hergestellt werden müssen.

Dieser Herstellungsnachteil kann dadurch vermieden werden, daß Scheiben verwendet werden, die abwechselnd Arme 1 gg und 2 gemäß Figuren 1, 7 und 10 aufweisen, so daß erfindungsgemäße Kupplungen gebildet werden können unter Verwendung von Scheiben einer einzigen Bauart.

Die Anzahl der Arme einer Scheibe (sechs für die Scheiben

gemäß Figuren 1, 4, 5, 7, 8; vier für die Scheibe gemäß Figur 10) wird als Funktion des zulässigen Raumbedarfs gewählt sowie der gewünschten Flexibilität der Kupplung.

Auch die Festhalteanordnungen für die Kupplungen in ihrem zusammengebauten Zustand - Nieten 6, 7, 8 gemäß Figur 11, Achsen 10 - Ringe 11 gemäß Figur 12 oder klebende Beschichtungen 13 gemäß Figur 13 ermöglichen eine leichte Handhabung dieser Kupplungen.

Wie die Figur 9 zeigt, kann eine erfindungsgemäße Kupplung auch Scheiben 18 einer anderen Bauart als derjenigen aufweisen, die die bereits beschriebenen Arme 1 und/oder 2 aufweist, wobei diese jedoch auf jeden Falle Teile mit Armen 1 und 2 enthalten muß um die Bereiche 14 zu bilden.

Die Bereiche 14 sowie die zentralen Aussparungen der einzelnen Scheiben können schließlich noch durch einen geeigneten Stoff z.B. vulkanisierten Kunststoff ausgefüllt sein.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt , sondern umfaßt alle möglichen Varianten innerhalb des Erfindungsgedankens.

Claims (7)

1. Patentansprüche

   , Mechanische Kupplungsvorrichtung vom Typ mit flexiblen Lamellen, bestehend aus einem Stapel unterschiedlicher Arme (1-2-18), die gemäß einer polygonalen Struktur (D) angeordnet sind und deren jeder an jedem seiner beiden Enden (4) mit einer Montageöffnung (5) versehen ist und die durch eine Festhalteanordnung zusammengehalten werden, welche die zueinander ausgerichteten Öffnungen inden übereinanderliegenden Armen des Stapels durchsetzt, wobei von wenigstens einigen der Arme des Stapels der entsprechende mittlere Abschnitt (Ic, 2c) der zwischen den Endabschnitten (4) des entsprechenden Arms liegt, in denen die beiden Montageöffnungen (5) für diesen Arm vorgesehen sind, vollständig auf einer Seite der die Achsen (3) der Öffnungen durchsetzenden Geraden (D,F) angeordnet ist, im Abstand von dieser Geraden und ohne sie zu überlappen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein erster (1) der beiden im Stapel axial benachbarten Arme (1 und 2) von der oben genannten Bauart ist, dessen mittlerer Abschnitt (Ic) vollständig auf einer einzigen Seite der die Achsen (17) der beiden Öffnungen (16) verbindenden Geraden (F) und im Abstand zu dieser Geraden angeordnet ist*, wobei der mittlere Abschnitt (Ic) dieses ersten Arms (1) den mittleren Abschnitt (2c) des zweiten (2) der beiden Arme nicht überlappt.
2. 2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (1, 2) des Stapels die Seiten von polygonalen Scheiben bilden, wobei die Kupplungsvorrichtung aus dem Stapel einer Vielzahl von Scheiben besteht, die derart ausgestaltet sind, daß für jeden Arm (1, 2) einer ersten Scheibe, deren Achsen (3) der Montageöffnungen (5) mit den Achsen (3) der Montageöffnungen eines Arms (2, 1) einer zweiten zur ersten Scheibe benachbarten Scheibe zusammenfallen, der mittlere Abschnitt (Ic) wenigstens eines (1) der beiden Arme der ersten und zweiten Scheiben vollständig auf einer einzigen Seite der Geraden (D) angeordnet ist, die die Achsen (3) der Montageöffnungen (5) verbindet und den mittleren Abschnitt (2c) des anderen (2) der

   ic beiden Arme nicht überlappt.
3. 3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben von wenigstens zwei unterschiedlichen Bauarten sind (Figuren 4 bis 6), wobei

   OQ jede Scheibe einer ersten Bauart aus Armen (1) besteht, deren mittlere Abschnitte (Ic) außerhalb der polygonalen Linie (D) angeordnet sind, welche die Achsen (3) der Öffnungen (5) verbindet , mit denen die Arme (Figur 4) versehen sind, während jede Scheibe

   nc einer zweiten Bauart aus Armen (2) besteht, deren mittlere Abschnitte im Inneren der polygonalen Linie (D) liegen (Figur 5).

   _g0
4. 4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben von einer einzigen Bauart sind (Figur 1) und eine polygonale Form mit einer geraden Anzahl von Seiten aufweisen, wobei die mittleren Abschnitte der aufeinanderfolgenden Arme (1, 2) einer

   „_. derartigen Scheibe, wie denjenigen (Ic) eines ersten ο ο

   Arms (1) außerhalb, und wie diejenigen (2c) der beiden zum ersten Arm (1) benachbarten Arme (2) innerhalb der polygonalen Linie (D) angeordnet sind, die die Achsen

   . (3) der Öffnungen (5) verbindet, mit denen die Arme versehen sind.
5. 5. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, p. dadurch gekennzeichnet/ daß sie eine Festhalteanordnung (6, 10, 13) in ihrem zusammengebauten Zustand aufweist, wobei die Arme des Stapels unabhängig von der Befestigungsanordnung der Kupplungsvorrichtung mit denjenigen Teilen ist, die sie verbinden kann.
6. 6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalteanordnung aus rohrförmigen Teilen (6, 10) besteht, welche die zueinander ausgerichteten Öffnungen (5) der Arme des Stapels durchsetzen und deren Enden mit Stützringen (7, 11) auf den

   Außenflächen des Stapels fest verbunden sind.
7. 7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalteanordnung aus einer klebenden Schicht (13) auf den Kanten der Enden (4) der ver- W/

   schiedenen Arme des Stapels besteht.