DE2734279A1 - Elastische wellenkupplung - Google Patents

Description

Dn.-lng. Reimar König . Dipl.-lng. Klaus Bergen

Cecilienallee "76 A Düsseldorf 3O Telefon 45SOO8 Patentanwälte

28. Juli 1977 31 693 W

Hackforth GmbH & Co. KG, Heerstraße 66, 4690 Herne 2

Elastische Wellenkupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Wellenkupplung mit das Drehmoment zwischen konzentrisch ineinanderliegenden starren Kupplungsflanschen übertragenden Sektoren eines ringscheibenförmigen Kupplungskörpers, der seinerseits aus Sektoren zweier koaxial mit radialem Abstand angeordneter Versteifungsringe und diese Ringsektoren verbindenden Gummielementen besteht, die durch gemeinsam mit den Ringsektoren in die Gummimasse eingebetteten Gruppen von die Ringe jeweils in mehreren Windungen umschlingenden radial gerichteten Fäden verstärkt sind, bei der die Sektoren Teile biegungssteifer Flachringe bilden, an denen die Verstärkungsfäden in ihrer Lage durch die radialen Kantenflächen von an den äußeren Ringsektoren nach außen und an den inneren Ringsektoren nach innen gerichteten Vorsprung»gesichert und die Ringsektoren durch an ihnen im Bereich der Vorsprünge vorgesehene Durchlaßöffnungen durchsetzende Haltemittel an den starren Kupplungsteilen befestigt sind.

Bei einer aus der DT-PS 22 51 236 bekannten Kupplung dieser Art ergeben sich im Betrieb gewisse Nachteile daraus, daß bei den gegenseitigen Verdrehungen der starren Kupplungsteile die Fadenschlingen nicht über ihren vollen Umfang auf Zug, sondern teilweise, vornehmlich im Bereich der Umführungen um die Versteifungs-

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ringsektoren auch auf Schub und Biegung beansprucht werden. Dabei entstehen Relativbewegungen zwischen den Fäden und der sie umhüllenden Gummimasse, die ihrerseits nach längerer Betriebsdauer zu örtlichen Trennungen dieser ursprünglich durch Vulkanisation verbundenen Teile, zur Reibung zwischen den getrennten Teilen und damit zu unerwünschter Wärmeentwicklung sowie zu vorzeitiger Abnutzung führen. Diese Nachteile machen sich umso stärker bemerkbar, je größer das zu übertragende Drehmoment ist und je häufiger die Belastung der elastischen Gummielemente wechselt.

Aufgabe der Erfindung ist, die genannte Kupplung derart zu verbessern, daß die Fadenschlingen und der sie umhüllende Gummi beim Betrieb der Kupplung soweit wie möglich nur auf Zug beansprucht und damit alle sich aus Querbelastungen ergebenden Nachteile vermieden werden.

Erreicht wird das bei der bekannten nachgiebigen Wellenkupplung erfindungsgemäß dadurch, daß jeweils zwei Gruppen von Fadenschlingen enthaltende Sektoren des Kupplungskörpers mit Abstand von den benachbarten Sektoren pendelnd an den starren Kupplungsflanschen aufgehängt sind.

Infolge dieser Art der Befestigung an den starren Kupplungsteilen werden unter dem Einfluß der durch sie übertragenen Drehkraft die Sektoren im Ganzen verdreht, und die sie verbindenden durch Fadenschlingen verstärkten Gummielemente werden praktisch nur noch auf Zug beansprucht. Belastungswechsel äußern sich auf sie nur als ZugkraftSchwankungen, während die aus ihnen folgenden Pendelbewegungen nur auf die Pendellager wirken, die sie bei geeigneter Gestaltung klaglos aufnehmen können. PendeJÜ aufgehängte Sektoren geben Änderungen des Drehmoments auch wesentlich leichter nach, als die Gummielemente von fest mit den starren Kupplungsteilen verbundenen Ringsektoren es tun könnten. Die er-

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findungsgemäß gestaltete Kupplung läßt sich infolgedessen leicht auf große Nachgiebigkeit und hohe Progressivität auslegen, denen zufolge die Kupplung einerseits dem eingeleiteten und gesteigerten Drehmoment, anderseits den Rückstellkräften der elastisch verformten Gummielemente schneller folgt.

Weitere sich aus der pendelnden Aufhängung der Sektoren ergebende Möglichkeiten zur Verbesserung der elastischen Gummielemente in Bezug auf ihre Funktion und Beanspruchung, sowie zur vereinfachten Herstellung der mit ihnen versehenen Kupplungsringsektoren,werden bei der nachfolgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele für die im Sinne der Erfindung abgewandelten Kupplung erörtert werden.

In der Zeichnung zeigen schematisch

Fig. 1 zwei zu einem Kupplungsringsektor gehörende Sektoren kreisförmiger Versteifungsringe in Seitenansicht mit einem im Entstehen begriffenen Fadenwickel der Verstärkungseinlage im Schnitt,

Fig. 2 einen axialen Teilschnitt durch eine Hälfte einer vollständigen Kupplung entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen axialen Teilschnitt durch die gleiche Kupplungshälfte entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen 90°- Sektor einer vollständigen Kupplung in Ansicht,

Fig. 5 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit zwei koaxial ineinanderliegenden Kupplungsflanschen, die durch Sektoren eines elastischen Kupplungskörpers mit sechseckigen Versteifungsringen verbunden sind, in Ansicht,

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_6 einen axialen Schnitt durch die Kupplung nach Fig. 5 mit zwei Ausführungsbeispielen für die Pendellager,

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind zwei mit Abstand ineinanderIiegende, von gleichen Axialebenen begrenzte Sektoren kreisförmiger Flachringe 1 und 2 durch zwei Gruppen von Fadenschlingen 5 verbunden, von denen nur eine im Entstehen begriffene Gruppe dargestellt ist. Die Sektoren 1 und 2 sind an ihren voneinander abgekehrten Rändern mit sich radial gegenüberliegenden Vorsprüngen 1a, 2a versehen, die mit ihren radialen Kantenflächen 3,4 die Fadenschlingengruppen 5 gegen seitliche Verlagerung sichern. Diese Sicherung ist notwendig, weil beim Betrieb der Kupplung und gegenseitigem Verdrehen der Ringsektoren 1 und 2 die Fadenschlingen sowie die zwischen den Fadengruppen liegenden Teile der Gummimasse außer radialen Zugkräften auch erheblichen in Umfangsrichtung wirkenden Schubkräften ausgesetzt sind. Die Ringsektoren 1 und 2 sind mit je einer von zwei auf einer mittleren Axialebene liegenden Bohrungen 10 versehen, die zur Aufnahme von Lagern dienen, über die die Sektoren pendelnd an achsparallelen Lagerbolzen 11 der starren Kupplungsflansche 8 und 9 der Kupplung aufgehängt sind (Fig. 3).

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind die Fadengruppen 5 gemeinsam mit den Ringsektoren 1 und 2 in eine Gummimasse 6 eingebettet. Diese Gummimasse 6 bildet zusammen mit dem Ringspalt zwischen den Ringsektoren 1 und 2 einen mittleren Hohlraum 7, der zur Belüftung und Kühlung der Gummielemente sowie als Verdrängungsraum für die zwischen den den Sektoren 1 und 2 und den axial nach außen gewölbten Fadenschlingen 5 eingeschlossenen Teile 6a der Gummimasse dient.

Anstelle der in Fig. 3 dargestellten einfachen Aufhängung der Ringsektoren 1 und 2 an den verjüngten Enden von Lagerbolzen und deren Sicherung gegen Abgleiten durch Sprengringe 12 können

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wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 Aufhängungen über an sich bekannte Kugelkopf- oder Wälzlager 13,13avorgesehen sein. In Fig. 6 rechts dargestellte Kugelkopflager 13 oder als Schwenklager ausgebildete Wälzlager erleichtern die Anpassung der Kupplungselemente an Längenänderungen der gekuppelten Wellen und verhindern sonst dadurch verursachte Querbeanspruchungen der elastischen Kupplungsäemente.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der den Gegenstand der Erfindung bildenden Kupplung. Dabei bestehen die zwischen den starren Kupplungsflanschen 18,19 angeordneten elastischen Kupplungselemente aus geraden Sektoren 14 und 15 von 6-eckigen Flachringen und diese Sektoren verbindenden Gummielementen 16. Die geraden Ringsektoren 14 und 15 erlauben es, die Gummielemente 16 sowie die Fäden beider Fadengruppen parallel zur mittleren, durch die Pendellagerachsen gehenden Axialebene und damit parallel zueinander anzuordnen. Daraus ergibt sich der besondere Vorteil, daß die Gummielemente und die in sie eingebetteten Fadenschlingen beim Betrieb der Kupplung ausschließlich auf Zug und die die Fadenschlingen an den Ringsektoren abstützenden Teile der Gummimasse (vgl. Fig. 2) nur noch auf Druck beansprucht werden.

Die geraden Ringsektoren erlauben außerdem eine Anordnung der Fadenschlingen in Lagen gleicher Breite sowie einen Verzicht auf eine besondere seitliche Sicherung der Fadengruppen durch radiale Flächen der Ringsektoren 14,15. Die Herstellung der Kupplungselemente ist deshalb wesentlich einfacher.

Je nach Durchmesser der Kupplung und der Größe der zu übertragenden Drehkräfte können die geraden Sektoren Teile von vieleckigen Flachringen beliebiger Eckenzahl sein.

Achsparallele Durchlaßbohrungen 17 an den äußeren starren Flanschen 9 und 19 dienen zum Befestigen dieser Flansche an einem zweiten (nicht gezeichneten) Nabenteil.

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e e r s e i t e

Claims (3)

Bernhard Hackforth GmbH & Co. KU, Heerstraße bö, Ί69Ο Herne 2 Patentansprüche:

1. Elastische Wellenkupplung mit einem das Drehmoment zwischen konzentrisch ineinanderllegenden starren Kupplungsflanschen übertragenden ringscheibenförmigen Kupplungskörper, der seinerseits aus zwei koaxial mit radialem Abstand angeordneten Versteifungsringen und einer diese Ringe verbindenden Gummimasse besteht, die durch gemeinsam mit den Ringen in sie eingebettete Gruppen von die Ringe jeweils in mehreren Windungen umschlingenden radial gerichteten Fäden verstärkt ist, bei der die Versteifungsringe aus biegungssteifen Flachringen bestehen, an denen die Verstärkungsfaden in ihrer Lage durch die radialen Kantenflächen von am äußeren Versteifungsring nach außen und am inneren Versteifungsring nach innen gerichteten Vorsprüngen gesichert sind, und der in mehrere Sektoren unterteilte Kupplungskörper durch die Versteifungsringe in im Bereich der Vorsprünge vorgesehenen Durchlaßöffnungen durchsetzende Haltemittel an den starren Kupplungsteilen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Gruppen von Fadenschlingen (5) enthaltende Sektoren des Kupplungskörpers mit Abstand von den benachbarten Sektoren pendelnd an den starren Kupplungsflanschen (8,9) aufgehängt sind.

2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, , daß die Versteifungsringsektoren gerade Sektoren (14,15) von regelmäßig-vieleckigen Flachringen sind und die Fadenschlingen (5) der sie verbindenden elastischen Kupplungselemente (16) parallel zu den mittleren Achsebenen der Sektoren (14,15) angeordnet sind.

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ORIGINAL INSPECTED

3. Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsektoren (1,2; 14,15) an den starren Kupplungsflanschen (8,9;18,19) über auch in Achsrichtung nachgiebige Lager (13) aufgehängt sind.

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