DE4109622C1

DE4109622C1 - Elastic shaft coupling with good damping characteristics - includes ring-shaped coupler fixed between ring flanges connected to drive and unit to be coupled, by vulcanisation

Info

Publication number: DE4109622C1
Application number: DE4109622A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Centa Antriebe Kirschey GmbH
Current assignee: Centa Antriebe Kirschey GmbH
Priority date: 1991-03-23
Filing date: 1991-03-23
Publication date: 1992-05-07
Anticipated expiration: 2011-03-24

Abstract

An elastic shaft coupling esp. for diesel engine drives with a high output e.g. ships engines, includes a ring-shaped coupling unit which is fixed between two ring flanges by vulcanisation. One flange is connected to the drive and the other to the unit to be coupled. The rubber elastic coupling member is divided into separate ring segments by radially running slots. ADVANTAGE - The coupling is simple and reliable, and the coupling characteristics are optimised. (2/2)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehelastische, ver satzausgleichende Wellenkupplung mit hohem Dämfungsvermögen und im wesentlichen axialem Kraftfluß in ihrem gummielasti schen Kupplungskörper, insbesondere für dieselmotorische An triebe höherer Leistungsbereiche wie z. B. Schiffsantriebe, wobei der ringförmige Kupplungskörper durch Vulkanisation zwischen zwei Ringflanschen befestigt ist, deren einer mit der Antriebs- und deren anderer mit der Abtriebsseite der zu kuppelnden Aggregate zu verbinden ist.The invention relates to a torsionally flexible, ver set-compensating shaft coupling with high damping capacity and essentially axial force flow in their rubber elastic Coupling body, especially for diesel engine drives higher performance ranges such. B. ship propulsion, the annular coupling body by vulcanization is attached between two ring flanges, one with the drive and their other with the driven side of the coupling units is to be connected.

Kupplungen dieser Art werden unter der Bezeichnung CENTAX® von der Anmelderin hergestellt und vertrieben. Die Übertragung des Drehmoments zwischen den Kupplungsteilen er folgt durch Schraubverbindungen, wobei der eine Flansch am Außendurchmesser, der andere Flansch am Innendurchmesser mit dem An- und Abtriebsaggregat - in der Regel Schwungscheibe und Nabe - verschraubt wird. Die Flansche in Form einstücki ger Stahlringe ermöglichen deren einfache und preiswerte Her stellbarkeit und garantieren andererseits hohe Präzision und Wuchtgüte bei geringem Gewicht und Massenträgheitsmoment. Außerdem besitzt die Bauform den wesentlichen Vorteil, daß die Kupplung ohne Verschieben der gekuppelten Aggregate bequem radial ausgetauscht werden kann. Aufgrund der Summe ihrer vorteilhaften Eigenschaften hat sich die CENTAX®-Kupplung in der Praxis außerordentlich gut bewährt.Couplings of this type are called CENTAX® manufactured and sold by the applicant. The Transmission of the torque between the coupling parts follows by screw connections, the one flange on Outside diameter, the other flange on the inside diameter with the input and output unit - usually a flywheel and hub - is screwed. The flanges in one piece steel rings enable their simple and inexpensive manufacture adjustability and guarantee high precision and Balance quality with low weight and moment of inertia. In addition, the design has the essential advantage that the Coupling conveniently without moving the coupled units can be exchanged radially. Because of the sum of theirs The CENTAX® coupling has advantageous properties proven exceptionally well in practice.

Trotz größter Sorgfalt bei der Konstruktion und Dimen sionierung einer solchen Kupplung läßt sich nicht stets jede geringste Ungenauigkeit bei der Fertigung vermeiden. Dies gilt auch für zumeist kaum - und wenn, so nur unter ganz er heblichem Prüfaufwand - erkennbare Fehler im Werkstoff oder an der Haftfläche oder für kleine Verletzungen des elasti schen Kupplungselements als dem kritischsten Bauteil einer elastischen Kupplung. Deshalb läßt es sich grundsätzlich nicht völlig verhindern, daß im Betrieb der Kupplung Schäden zutage treten, die zu einer Minderung der Standzeit der Kupp lung oder zu vorzeitigem Ausfall führen können.Despite the greatest care in construction and dimensions sionation of such a clutch can not always be Avoid the slightest inaccuracy in production. This also applies to mostly hardly - and if so, only under him entirely considerable testing effort - recognizable defects in the material or on the adhesive surface or for small injuries to the elasti coupling element as the most critical component of a elastic coupling. Therefore it can be basically not completely prevent damage to the clutch during operation come to light that reduce the service life of the clutch or premature failure.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der vorausgesetzten Art unter Beibehaltung einer sehr einfachen Bauform und ohne Verzicht auf ihre sämtlichen sonstigen Vorzüge im Hinblick auf ihre Betriebssicherheit zu optimieren.The invention is therefore based on the object Coupling of the required type while maintaining a very simple design and without giving up all of them other advantages with regard to their operational safety optimize.

Die Erfindung löst diese Aufgabe in verblüffend einfa cher Weise dadurch, daß lediglich der gummielastische Kupp lungskörper zwischen den unsegmentierten Kupplungsflanschen in durch im wesentlichen radial verlaufende Spalte vollstän dig voneinander getrennte Kreisringsegmente unterteilt ist. The invention solves this problem in astonishingly simple cher way in that only the rubber-elastic dome between the unsegmented coupling flanges in complete by essentially radial gaps dig separated circular ring segments.

In Übereinstimmung mit dem Stand der Technik wird die Bauform der Flansche als unsegmentierte Stahl-Ringkörper bei behalten. Neu ist die Kombination des in Segmente aufgeteil ten elastischen Kupplungskörpers in Verbindung damit. Hieraus ergibt sich bei einer gattungsgemäßen Kupplung, daß sie ei nerseits unverändert über ihre bewährten Vorteile verfügt, jedoch ihre Betriebssicherheit wesentlich erhöht ist. Dies rührt in erster Linie daher, daß sich an einer Stelle etwa durch Rißbildung im Gummikörper oder infolge Ablöseerschei nungen an den Vulkanisationsflächen initiierte Störungen al lenfalls bis zu einem Randbereich dieses betreffenden Kupp lungskörper-Segments fortsetzen. Da eine einzelne Schädigung meist nur lokal eng begrenzt auftritt, bedeutet dies im Scha densfall lediglich den Ausfall dieses einen Kupplungskörper- Segments. Die Gefahr, daß eine Schadstelle im Kupplungskörper oder im Bereich seiner Anbindung an einen Flansch zu einem Ausfall der Kupplung insgesamt führt, nimmt dabei mit zuneh mender Anzahl der Segmente ab, in die der gummielastische Kupplungskörper aufgeteilt ist. Die Betriebssicherheit der Kupplung insgesamt ist somit auf überaus einfache Weise be trächtlich erhöht. Denn die Maßnahme, die hierzu erforderlich ist, besteht lediglich darin, nicht einen umlaufenden Gummi ring, sondern mehrere untereinander wirkungsmäßig nicht mit einander in Verbindung stehende Segmente durch Vulkanisation mit den Ringflanschen zu verbinden.In accordance with the prior art Design of the flanges as unsegmented steel ring bodies to keep. What is new is the combination of the segments th elastic coupling body in connection with it. Out of this results in a generic coupling that it egg on the other hand still has its proven advantages, however, their operational security is significantly increased. This is primarily due to the fact that at one point approximately due to the formation of cracks in the rubber body or as a result of detachment disturbances initiated on the vulcanization areas al if necessary up to an edge area of this relevant dome continue the segment of the lung. Because a single injury mostly occurs only locally, this means in the Scha only the failure of this one clutch body Segments. The risk of a damaged area in the coupling body or in the area of its connection to a flange to one Failure of the clutch as a whole increases with it decreasing number of segments into which the rubber elastic Coupling body is divided. The operational security of Coupling as a whole is thus very simple increased dramatically. Because the measure required for this is just not a circumferential rubber ring, but several among themselves not in terms of effectiveness related segments by vulcanization to connect with the ring flanges.

Es ist zwar bei erheblich aufwendigeren Kupplungen ande rer Gattung (vgl. z. B. DE 36 16 232 A1) grundsätzlich be kannt, gummielastische Kupplungskörpersegmente in Kreis ringanordnung vorzusehen, doch erfolgt dies aus gänzlich an deren Gründen, nämlich, um die Montage der Kupplung zu er leichtern (DE 36 16 232 A1, Sp. 5, Zeilen 2-5), weshalb auch die Metallteile, an die die Gummisegmente anvulkanisiert sind, ebenfalls Segmentform besitzen. Eine ringförmige Kupp lung dieser bekannten Art besteht also in zusammengesetzter Bauweise aus einer Vielzahl von Gummi-Metall-Segmenten, die selbst wieder durch einen Ring zusammengehalten werden müs sen.It is true with considerably more complex couplings rer genre (cf. e.g. DE 36 16 232 A1) be basically knows, rubber-elastic coupling body segments in a circle To provide ring arrangement, but this is done entirely from their reasons, namely to install the clutch easier (DE 36 16 232 A1, column 5, lines 2-5), which is why the metal parts to which the rubber segments are vulcanized are also segmental. An annular dome development of this known type consists of composite Construction from a variety of rubber-metal segments that must be held together again by a ring sen.

Die Erfindung löst zugleich automatisch ein weiteres, sehr wichtiges sowie gleichfalls die Betriebssicherheit er heblich beeinflussendes Kupplungsproblem in hervorragender Weise, nämlich das der Kühlung des gummielastischen Kupp lungskörpers durch Belüftung. Denn den Spalten zwischen den Segmenten kommt im Betrieb der Kupplung die Funktion von ra dialen Luftströmungskanälen zu, bzw. die Gummisegmente bilden Schaufeln eines Radialgebläserades. Allein die Segmentierung des gummielastischen Kupplungskörpers bildet also ohne wei tere konstruktive Maßnahmen die Kupplung in gesteigertem Maße selbstkühlend weiter. Wie wichtig eine solche Kühlung ist, mag zur Vermeidung von Wiederholungen der DE 37 10 390 A1 entnommen werden, die zu diesem Zweck im übrigen relativ auf wendig gestaltete Fenster in den Flansch- und Gummisegmenten anordnet, wobei jedoch lediglich eine schwache axiale Strö mung erreicht werden kann, wohingegen die erfindungsgemäße Kupplung mit ihren radial segmentierten Kupplungskörpern und den somit radialen Luftströmungskanälen ein Radialgebläse ausbildet. Zusätzlich bleiben - wie bei der CENTAX®-Kupp lung - die Außen- und Innenmantelflächen des Kupplungskörpers in freier und somit kühlender Luftberührung. Die alte DE-AS 20 20 179 belegt, wie intensiv - und allerdings auch mit welch komplexen und komplizierten Mitteln - der Problemkreis der Kupplungsselbstkühlung bei Kupplungen mit radialem Kraft fluß im gummielastischen Kupplungskörper bereits durchgear beitet worden ist.The invention also automatically solves another very important as well as operational safety Coupling problem significantly influencing in excellent Way, namely that of cooling the rubber-elastic dome ventilation body. Because the gaps between the Segments comes to the function of ra in the operation of the coupling dialen air flow channels, or form the rubber segments Radial impeller blades. The segmentation alone the rubber-elastic coupling body thus forms without white more constructive measures the clutch to an increased extent self-cooling further. The importance of such cooling is likes to avoid repetitions of DE 37 10 390 A1 are taken for the rest of the purpose relatively flexible windows in the flange and rubber segments arranges, but only a weak axial flow tion can be achieved, whereas the invention Coupling with their radially segmented coupling bodies and the radial air flow channels thus a radial fan trains. In addition - as with the CENTAX® coupling lung - the outer and inner lateral surfaces of the coupling body in free and therefore cooling air contact. The old DE-AS 20 20 179 proves how intensely - but also with what complex and complicated means - the problem area the coupling self-cooling for couplings with radial force flow through already in the rubber-elastic coupling body has been processed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is described in the following in the Drawings shown embodiment explained in more detail tert. In the drawings shows

Fig. 1 die Kupplung in Ansicht in Axialrichtung bei Weglassung eines Flansches und Fig. 1 shows the coupling in a view in the axial direction with the omission of a flange and

Fig. 2 einen vollständigen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie A-A in Fig. 1. FIG. 2 shows a complete cross section according to section line AA in FIG. 1.

Die dargestellte Kupplung besteht aus zwei ringförmigen Stahlflanschen 1 und 2 und dazwischen angeordnetem gummiela stischen Kupplungskörper. Dieser ist gebildet aus Segmenten 3, die jeweils mit ihren beiden in oder im wesentlichen in Achsrichtung weisenden Stirnflächen durch Vulkanisation an den Flanschen 1 und 2 befestigt sind.The coupling shown consists of two annular steel flanges 1 and 2 and interposed gummiela elastic coupling body. This is formed from segments 3 , each of which is attached to the flanges 1 and 2 by vulcanization with their two end faces pointing in or essentially in the axial direction.

Die Segmente 3 des elastischen Kupplungskörpers stehen untereinander nicht in Wirkverbindung und sind durch radial verlaufende Spalte 4 in Umfangsrichtung voneinander distan ziert. Die Spalte 4 bilden deshalb im Betrieb der Kupplung Strömungskanäle aus, die es der Umgebungsluft gestatten, in Richtung der eingezeichneten Strömungspfeile zwischen den einzelnen Segmenten 3 hindurchzuströmen. Die Luft kann dabei durch Belüftungsöffnungen 5 des Flansches im wesentlichen axial in den Kupplungsbereich eintreten und in Radialrichtung nach außen treten, wobei die Strömungsintensität von der auf tretenden Fliehkaft gesteuert wird. Wie ersichtlich, bildet die Segmentierung des Kupplungskörpers eine selbstbelüftende Kupplung nach Art eines Radialgebläses aus.The segments 3 of the elastic coupling body are not in operative connection with one another and are spaced apart from one another in the circumferential direction by radially extending gaps 4 . The gaps 4 therefore form flow channels during operation of the coupling, which allow the ambient air to flow through between the individual segments 3 in the direction of the flow arrows. The air can enter the coupling area essentially axially through ventilation openings 5 of the flange and can exit in the radial direction, the flow intensity being controlled by the centrifugal force that occurs. As can be seen, the segmentation of the coupling body forms a self-ventilating coupling in the manner of a radial fan.

Die in den Figuren zu sehenden kreisrunden Bohrungen dienen zur Befestigung der Kupplung an den An- und Abtriebs aggregaten, wobei z. B. der Flansch 2 zur Befestigung an der Schwungscheibe eines Dieselmotors bestimmt ist und der Flansch 1 an eine mit einer Welle verbundenen Nabe ange schlossen wird.The circular holes seen in the figures are used to attach the coupling to the input and output units, z. B. the flange 2 is intended for attachment to the flywheel of a diesel engine and the flange 1 is connected to a hub connected to a shaft.

Wesentlich ist, daß die Flansche 1 und 2 aus nicht seg mentierten und also nicht unterbrochenen Ringkörpern bestehen und daß die Lüftungsöffnungen 5 im Flansch 1 auf einem größe ren Teilkreis liegen als die im Einbauzustand der Kupplung nicht mehr im Luftstrom liegenden Befestigungsbohrungen.It is essential that the flanges 1 and 2 consist of non-seg mented and thus uninterrupted ring bodies and that the ventilation openings 5 in the flange 1 are on a larger ren circle than the mounting holes in the installed state of the coupling are no longer in the air flow.

Claims

Drehelastische, versatzausgleichende Wellenkupplung mit hohem Dämpfungsvermögen und im wesentlichen axialem Kraftfluß in ihrem gummielastischen Kupplungskörper, insbesondere für dieselmotorische Antriebe höherer Leistungsbereiche wie z. B. Schiffsantriebe, wobei der ringförmige Kupplungskörper durch Vulkanisation zwischen zwei Ringflanschen befestigt ist, de ren einer mit der Antriebs- und deren anderer mit der Ab triebsseite der zu kuppelnden Aggregate zu verbinden ist, da durch gekennzeichnet, daß lediglich der gummielastische Kupp lungskörper zwischen den unsegmentierten Kupplungsflanschen in durch im wesentlichen radial verlaufende Spalte vollstän dig voneinander getrennte Kreisringsegmente unterteilt ist.Torsionally flexible, offset-compensating shaft coupling with high damping capacity and essentially axial power flow in its rubber-elastic coupling body, especially for diesel engine drives in higher performance ranges such as. B. ship drives, the annular coupling body is fixed by vulcanization between two ring flanges, de ren one with the drive and the other with the drive side from the units to be coupled is to be connected, characterized in that only the rubber-elastic coupling body between the unsegmented coupling flanges is divided into completely separate circular ring segments by essentially radially extending gaps.