DE681328C - Elastische Kreuzgelenkkupplung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Universalkupplung, mit der Drehmomente elastisch übertragen werden. Die Kupplung soll gleichzeitig als Gelenk dienen, das Winkelstellungen der treibenden und getriebenen Wellen zuläßt. Es sind Kupplungen bekannt, bei denen die Drehmomente durch Druckbeanspnucbung von Gummikörpern von einem Wellenflansch zu einem kreuzartigen Zwischenteil und von diesem zum anderen Wellenflansch übertragen werden. Bei den bekannten Kupplungen dieser Art sind die Gummikörper als zylindrische Hülsen alusgebildet, so daß jeweils nur ein kleiner Ausschnitt der Hülse, etwa ein Viertelkreis, die Drehmomente unter Dmckbeanspruchung überträgt. Mit diesen Kupplungen kann man daher entweder nur verhältnismäßig geringe Drehmomente elastisch übertragen, oder man gelangt zu sehr großen Dimensionen. Ferner ergibt die Verwendung der Gummihülsen bei den vorbekannten Anordnungen je nach ihrer Stellung entweder nur die Möglichkeit zu einer axialen oder nur zu einer radialen Ver-Schiebung !unter Schubbeanspruchung des Gummikörpers. In ersterem Falle stellt sich einer radialen Verschiebung, im zweiten Falle einer axialen der starke Widerstand des Gummis gegenüber Druckbeanspruchung hinderlich entgegen. Auch hat jede Winkelstellung der Wellen Druckverformungen mindestens von Teilen der Gummikörper zur Voraussetzung.

Bei dererfindungsgeinäßenKupplung sind die übertragenden, vorzugsweise prismatisch ausgebildeten Gummiblöcke je !einerseits mit einem Druckstück, das sich an einem der Wellenflansche befindet, und andererseits mit einem Druckstück, das sich am Zwischenteil befindet, längs ebener Haftflächen verbunden, deren Ebenen im wesentlichen parallel zu den Wellenachsen verlaufen. Hierdurch wird erreicht, daß bei Winkelstellungen, insbesondere aber auch bei Achsverschiebungen der gekuppelten Wellen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, die Gummiköorper lediglich in Schubrichtung verformt werden und daß ihr Widerstand diesen Verformungen gegenüber nur gering ist. Andererseits sind besonders bei prismatischer Ausbildung der Gummiblöcke mit der Kupplung bei geringen Außendurchmessern große Drehmomente elastisch übertragbar, da die 'die Drehmomente übertragenden Gummiblöcke auf ihrem ganzen Querschnitt gleichmäßig und in voller Höhe auf Druck beanspruchbar sind. Die erfindungsgemäße Kupplung eignet sich besonders auch dort, wo die Achsen der zu verbindenden Wellen erheblich gegeneinander verschoben sind, d.h. sich nicht in Kupplungsmitte schneiden.

Die Gummikörper können zusammen mit

den Druckstücken, die die Drehmomente von den Kupplungsflanschen auf das Zwischenteil oder in umgekehrter Richtung übertragen, zu einem Aggregat zusammengefügt sein. Das Aggregat ist dann leicht in Formen serienweise herstellbar und kann mit den KJupplungsfLanschen einerseits lünd dem Zwischenteil andererseits durch Verschraubung verbunden werden. In solchen Fällen, in denen ίο eine bevorzugte Drehrichtung bekannt ist, kann man beide Gummiblöcke je eines Paares zur Kraftübertragung besonders wirksam da·· durch mit heranziehen, daß die Blöcke verschieden stark sind, so 'daß der schwächere, auf Zug beanspruchte Block trotz der größeren Nachgiebigkeit des Gummis einen großen Anteil der Momentenkräfte überträgt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Zeichnungen erläutert, die beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kupplung zeigt. Es stellen dar:

Abb. ι eine Draufsicht mit Teilschnitt längs der Linie I-1 der Abb. 2,

Abb. 2 eine Vorderansicht mit teilweisein Schnitt längs der LinieTI-II der Abb. 1,

Abb. 3 einen Schnitt längs der Linie ΙΙΙ-ΙΠ der Abb. 2,

Abb. 4 eine schaubildliche Darstellung des Aufbaues der Kupplung in vereinfachter Form.

Auf die miteinander zu verbindenden Wellen ι und 2 ist je ein Flansch 3 und 4 aufgesetzt, der an seinen Enden Druckstücke 5 und 6 tragt. Diese Druckstücke sind beiderseits von Gummiblöcken 7 umgeben, mit welchen sie durch Haftung verbunden sind. Jeder der Gummiblöcke ist auf seiner freien Seite an Wangen 8 festgehaftet, welche durch Bolzen 9 mit einem Paar Scheiben 10 verbunden sind, die den das Drehmoment übertragenden Zwischenteil bilden. In 'diesen Scheiben 10 sind die einander gegenüberliegenden Stellen der Druckstücke 5, welche mit der Welle 1 verbunden sind, und der Druckstücke 6, welche mit der Welle 2 verbunden sind, um 90⁰ zueinander versetzt, so daß die Flansche 3 und 4 rechtwinklig zü-, einander stehen.

Der Kraftfluß bei der Drehmomentenübertragung geht nun in folgender Weise vor sich: Angenommen, die Welle 1 ist die treibende, die WeEe 2 die getriebene. Die Welle ι nimmt den kegelig aufgezogenen Flansch 3 mit, und die Druckstücke 5. übertragen durch je ein Paar Gummiblö'cke 7, von denen wieder je einer auf Druck, der andere auf Zug beansprucht wird, das Drehmoment auf die angehafteten Wangen 8. Scheibe 10 gibt das Moment an die anderen Wangenpaare 8 und unter Beanspruchung der dort angehafteten Gummiblöcke 7 an die Druckstücke 6 weiter, welche über Flansch 4 die Welle 2 antreiben. Von den an jedem Druckstück angehafteten Paar Gummiblöcken 7 wird jeweils einer auf Druck, der andere auf Zug beansprucht, beim Wechsel der Drehrichtung wechselt !entsprechend auch die Beanspruchung. Den größten Teil des Drehmomentes werden die auf Druck beanspruchten Blöcke übertragen, doch wird infolge der Haftverbindung ein gewisser Teil des Moments auch über die auf Zug beanspruchten Blöcke übertragen. Eine Achsabweichung der Wellen 1 und 2 äußert sich in einer Verschiebung der Druckstücke 5 und 6 zwischen den zugehörigen Wangen 8 in radialer Richtung, wobei die senkrecht aufeinanderstellenden Schubwege der beiden Druckstückpaare sich als Komponenten geometrisch addieren. Da bei dieser Bewegung die Gummiblöcke 7 nur auf Schub beansprucht werden, ist die Verformungskraft verhältnismäßig gering.

Abb. 4 zeigt den Aufbau der Kupplung in vereinfachter Darstellung. Es sind hierbei Teile mit den gleichen Bezugszeichen ,benannt, die den Abb. 1 bis 3 entsprechen. Die Pfeile zeigen die Ausweichmöglichkeiten, die durch die Schubbeanspruchung der Gummiblöcke 7 sich ergeben. Der Zwischenteil iq ist hier statt als Scheibe als Kreuz ausgeführt.

Die Kupplung eignet sich sowohl für Fahrzeuge, wie Triebwagen, Kraftwagen, Schiffe, als auch für stationäre Maschinen, bei denen große Drehmomente zu übertragen sind.

Ferner können entweder, wie gezeichnet, die Druckstücke 5 und 6 an den Flanschen und die Wangen 8 am Zwischenteil oder auch umgekehrt mittlere Druckstücke am Zwischenteil und äußere Wangen an den Flanschen vorgesehen sein.

Durch Anbringung entsprechend großer Ausbohrungen in den Scheiben 10, wie bei 11 gezeigt, ist es möglich, Andruckmuttern 12 zum Festhalten der Wellenstümpfe 1 und 2 in bequemer Weise unterzubringen, ohne daß diese mit den das Drehmoment übertragenden Druckteilen in Kollision geraten.

Die Gummiblöcke brauchen auf den beiden Seiten der Druckstücke nicht gleicht groß oder gleich stark zu sein. Ist z.B. eine bestimmte Drehrichtung der Kupplung als bevorzugt zu erwarten, so kann man die bei dieser Drehrichrung auf Zug beanspruchten Gummiblöcke schmaler machen als die anderen. Hierdurch wird erreicht, daß die Übertragung der Drehmomente zu einem größeren Teil, beispielsweise zu 50 oder mehr Prozent, den auf Zug beanspruchten Gummiblöcken zufällt. Man kann aber auch umgekehrt diese Blöcke durch stärkere Bemessung entlasten.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Universalkupplung zur gelenkigen Übertragung von Drehmomenten mit einem kreuzartigen Zwischenteil, auf das die Momentenkräfte vom treibenden Wiellenflansch unter Druckbeanspruchung elastischen Materials übertragen und von dem aus die Drehmomente unter Druckbeanspruchung weiterer, zu den erstgenannten versetzter elastischer Körper zum getriebenen Wellenflansch übertragen werden, wobei Winkelstellungen der Wellen unter Verformung der beiderseits mit Metallteilen durch Haftung verbundenen !elastischen Körper ermöglicht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomente übertragenden, vorzugsweise prismatisch ausgebildeten Gummiblöcke je einerseits mit einem Druckstück, das sich an einem der Wellenflansche befindet, und andererseits mit einem Druckstück, das sich am Zwischenteil befindet, längs ebener Haftflächen verbunden sind, deren Ebenen im wesentlichen parallel zu den Wellenachsen verlaufen.
2. 2. Kupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Paar Gummiblöcke (7) zusammen mit einem mittleren Druckstück (5, 6) und einem die Gummiblöcke umgebenden Druckstückpaar (8) ein zusammengehöriges, durch Haftung " zwischen Gummi und Druckstücken zusammenhängendes Aggregat bilden, dessen Druckstücke leicht lösbar auf der einen Seite mit einem Weltenflansch, auf der anderen Seite mit dem Zwischenteil verbunden sind.
3. 3. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Aggregat zusammengefaßten Gummiblöcke (7) untereinander verschiedene Stärke besitzen, insbesondere derart, daß die bei der bevorzugten Drehrichtung auf Zug beanspruchten Blöcke geringere Dicke besitzen als die auf Druck beanspruchten Blöcke.
4. 4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftflächenebenen zwischen den Gummiblöcken (7) und den Druckstücken (5, 6, 8) schräg verlaufen, so daß sie sich außerhalb der Mittelachse des Zwischenteiles schneiden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen