NL8000649A

NL8000649A - Dubbele scharnierkoppeling.

Info

Publication number: NL8000649A
Application number: NL8000649A
Authority: NL
Original assignee: Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1980-08-19
Also published as: DE2934346A1; IT8019688A0; GB2043207A; GB2043207B; JPS55112423A; CA1125044A; SE8001102L; IT1130005B; DE2934346C2; FR2449231A1; CH634133A5

Description

v N/29.482-tM/f.

' Dubbele scharnierkoppeling.

De uitvinding heeft betrekking op een dubbele scharnierkoppeling met twee koppelingnaven, een deze verbindende koppelingmof en gelijkmatig over hun omtrek verdeelde draaimoment overbrengende overbrengingselementen.

5 Voor het overbrengen van grote vermogens tus sen snel lopende assen is het vaak nodig, twee aseinden met een koppeling van gedrongen constructie buigelastisch te verbinden en tegelijk ervoor te zorgen, dat een axiale drukkracht, zoals bijvoorbeeld kan optreden bij het in- of uitschakelen 10 van een aandrijfmachine, niet leidt tot vernietiging van de koppeling.

Uit het Duitse Auslegeschrift 1.963.755 zijn dubbele scharnierkoppelingen van de bovenbeschreven soort bekend, die zijn uitgevoerd als draaistijve dubbele tandkop-15 pelingen met een van een binnenvertanding voorziene koppelingmof en twee van een .buitenvertanding voorziene koppelingnaven. Bij een uitvoeringsvorm van een dergelijke bekende koppeling zijn inplaats van afzonderlijke tanden tussen de koppelingnaven en koppelingmof in radiale richting elastisch 20 uitgevoerde ingrijpelementen aangebracht, die onder voorspan-ning staan en de koppelingmof ten opzichte van de koppeling-navën centreren. Bij een andere uitvoeringsvorm wordt de centrering van de koppelingen Of ten opzichte van de koppelingnaven verkregen, doordat afzonderlijke aan de koppelingnaven 25 uitgevoerde tanden ten opzichte van de bijbehorende vertan-ding van de koppelingmof overmaats zijn uitgevoerd en de koppelingmof elastisch uitrekbaar is. In beide gevallen kan de koppelingmof wel door zijn radiale voorspanning ten opzichte van de koppelingnaaf worden gecentreerd, maar een storings-30 vrije werking kan alleen dan over langere tijd worden verkregen, wanneer deze koppelingen niet worden belast met noemenswaardige axiale krachten. Grotere axiale krachten en de daardoor bij asverplaatsing van de beide met elkaar gekoppelde assen veroorzaakte momenten leiden evenwel snel tot een 35 vernietiging van de koppelingen van deze soort. Het is derhalve niet te vermijden, een dergelijke bekende koppeling door aan beide zijden daarvan aangebrachte axiale druklegers te ontlasten van elke noemenswaardige axiale kracht, a λ λ λ λ / λ Elke legering betekent evenwel bij overbren- 6 0 v0 6 4 9 *

V

-2- ging van grote vermogens met hoge toerentallen een rendements-verlies en daarom moet het aantal legeringen zo klein mogelijk gehouden worden.

De onderhavige uitvinding beoogt derhalve een kop-5 peling van de bovenbeschreven soort te verschaffen, die bij de overbrenging van grote draaimomenten tussen snel lopende assen betrekkelijk grote evenwijdige verschuivingen en andere asverplaatsingen van deze assen ten opzichte van elkaar toelaat en verdergaand ongevoelig tegen axiale krachten is.

10 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, door dat de beide koppelingnaven aanvullend via een binnen de kop-pelingmof aangebrachte buigstaaf met elkaar verbonden zijn.

De buigstaaf is enerzijds zo draaielastisch, dat het totale draaimoment via de overbrengingselementen en de 15 koppelingmof van de éne koppelingnaaf op de andere wordt overgebracht, maar anderzijds is de buigstaaf voldoende knikstijf om axiale drukkrachten te kunnen opnemen. Dergelijke axiale drukkrachten kunnen bij voorbeeld door een aandrijfmachine of door een aangedreven machine periodiek en/of stootsgewijs wor-20 den opgewekt.

De dubbele scharnierkoppeling volgens de uitvinding is vooral bedoeld voor het overbrengen van vermogens boven 10.000 kW. In machinegroepen met een vermogen van deze orde van grootte is het mogelijk, dat een machine een axiale druk-25 kracht van bijvoorbeeld 100.000 N in een richting en een andere machine een axiale drukkracht van 150.000 N in de tegenovergestelde richting opwekt. De koppeling volgens de uitvinding is in staat deze axiale drukkrachten op te nemen, zodat nog slechts een enkel axiaal drukleger nodig is, dat de re-30 sulterende axiale drukkracht van in het aangegeven voorbeeld 50.0.0Q N moet opnemen. Daardoor kan het totale rendement van de machinegroep in vergelijking met bekende koppelingen legeruitvoeringen onder overigens gelijke omstandigheden aanzienlijk worden vergroot.

35 Al naargelang van de gewenste axiale stijfheid kan de buigstaaf buigvast en/of ook draaivast met de koppelingnaven verbonden zijn.

Al naargelang van de gewenste torsiestijfheid kunnen de het draaimoment overbrengende ingrijpelementen zijn '40 uitgevoerd als membraanbuigstaven, lamellen, hulzen, vertan- 8000649 -3- * dingen of dergelijke.

* Door een directe bevestiging van de buigstaaf aan de beide koppelingnaven wordt de mogelijkheid verkregen, de dubbele scharnierkoppeling volgens de uitvinding in totaal, 5 dus zonder deze uit elkaar te nemen, tussen de met elkaar te koppelen aseinden in en uit te bouwen.

Twee uitvoeringsvoorbeeldai van de uitvinding worden hierna aan de hand van schematische tekeningen nader toegelicht. Daarin tonen: 10 fig. 1 de axiale doorsnede van een eerste dubbele scharnierkoppeling in de normale stand; fig. la de deeldoorsnede A-A in fig. 1 op grotere schaal; fig. 2 de axiale doorsnede van de koppeling 15 volgens fig. 1 bij sterk overdreven uitwijking; fig. 3 de axiale doorsnede van een tweede dubbele scharnierkoppeling in de normale stand, en fig. 4 de axiale doorsnede van de koppeling volgens fig. 3 bij sterk overdreven uitwijking.

20 De beide dubbele scharnierkoppelingen vol gens fig. 1, la en 2 enerzijds en volgens fig. 3 en 4 anderzijds worden hierna, voorzover ze met elkaar overeenstemmen, eerst gemeenschappelijk beschreven. In de beide gevallen verbindt de dubbele scharnierkoppeling twee aseinden 10 en 12 25 met elkaar, waarvan de assen normaal in lijn met elkaar liggen, maar ook ten opzichte van elkaar kunnen hellen of, zoals in fig. 2 en 4 sterk overdreven is afgebeeld, evenwijdig verplaatst kunnen zijn. Beide aseinden 10 en 12 hebben elk een flens 14 voor de dubbele scharnierkoppeling. Het rechts van 30 de dubbele scharnierkoppeling aangebrachte aseind 12 is volgens fig. 1 gelegerd in een leger 16.

Elk van de afgeheelde dubbele.scharnierkoppelingen heeft als hoofdbestanddelen twee koppelingnaven 18, een koppelingmof 20 en een buigstaaf 22.

35 Aan elke koppelingnaaf 18 is een radiaal, bui tenste flens 24 gevormd, die is vastgeschroefd aan de flens 14 aan het naburige aseind 10 resp. 12. Bovendien is aan elke koppelingnaaf 18 een radiaal binnenste flens 26 gevormd, die is vastgeschroefd aan een flens 28 aan het naburige eind van de 40 buigstaaf 22. De buigstaaf is in de flenzen 26 van de beide 8000649 -4- koppelingnaven 18 gecentreerd en strekt zich overigens met een radiale tussenruimte door de koppelingnaven 18 en de koppelingmof 20 heen uit.

Elk van de beide koppelingnaven 18 heeft een 5' vertanding 30, die volgens fig. 1, la en 2 als buitenvertan-ding is uitgevoerd, maar volgens fig. 3 en 4 daarentegen als binnenvertanding is uitgevoerd. Aan de vertandingen 30 van de koppelingnaven 18 is telkens een vertanding 32 aan de koppelingmof 20 toegevoegd, die volgens fig. 1, la en 2 als 10 binnenvertanding is uitgevoerd, maar volgens fig. 3 en 4 daarentegen als buitenvertanding is uitgevoerd.

Daar nu echter het door de dubbele scharnier-koppeling over te brengen draaimoment uitsluitend door de koppelingnaven, de deze verbindende koppelingmoffen en de 15 tussen beide aangebrachte overbrengingselementen overgenomen wordt, vervullen deze vertandingen 30 en 32 bij de beide uitvoeringsvoorbeelden heel verschillende functies.

Bij de eerstgenoemde uitvoeringsvorm hebben de vertandingen 30 en 32, zoals vooral uit fig. 1 zichtbaar 20 is, ten opzichte van elkaar een aanzienlijke speling in de radiale richting en ook een zekere speling in de omtreks-richting. Dit betekent,.dat ze in normaal bedrijf geen deel hebben aan de overbrenging van de draaimomenten, geheel in tegenstelling tot het tweede uitvoeringsvoorbeeld. De beide 25 koppelingnaven 18 zitten in het eerste uitvoeringsvoorbeeld - fig. 1 en fig. 2 - membraanvormig aangebrachte buigstaven 34, waarvan de radiaal buitenste einden tussen een aan de betreffende koppelingnaai"* toegevoegd eindstuk 36 van de koppelingmof 20 en een daaraan vastgeschroefde beschermingsring 30 38 ingeklemd zijn. De membraanbuigstaven zijn zeer elastisch, zodat een asverplaatsing van de beide aseinden 10 en 12 volkomen door deze staven opgenomen kan worden.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 en 4 wordt een dergelijke asverplaatsing opgevangen door de bol-35 heid van de vertandingen 32.

In het geval van schade - dat betekent bij een overschrijding van het toelaatbare draaimoment - zouden bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 en 2 de membraanbuigstaven 34 breken. Aldus zouden de vertandingen 30 en 32 van 40 fig. la in werking komen, die in een-dergelijk geval het 8000649 -5- * stilzetten van de machinegroep toelaten. Bij een gelijk schadegeval bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 en 4 zouden alleen één of meerdere tanden van de vertandingen 30 en 32 defecten vertonen.

5 De buigstaaf 22 is zo slank en dienovereen komstig slap, dat deze niet deelneemt aan de draaimomentover-brenging, maar hij is echter voldoende knikstijf om alle voorkomende axiale krachten direct van een koppelingnaaf 18 op de andere over te brengen en wel ook dan nog, wanneer de beide 10 aseinden 10 en 12 volgens fig. 2 en 4 ten opzichte van elkaar parallel verplaatst zijn. Voor het geval, dat de buigstaaf 22 zou breken, is bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 en 2 aan de binnenzijde van elk eindstuk 36 van de koppelingmof 20 een ringvormige aanslag 40 gevormd, die in een tussenruimte tussen 15 de vertanding 30 van de bijbehorende koppelingnaaf 18 en een daaraan bevestigde, eveneens ringvormige, tegenaanslag 42 grijpt. Bij een breuk van de buigstaaf 22 begrenzen deze aanslagen 40 en tegenaanslagen 42 alsmede het ringvormig uitgevoerde eind van de bijbehorende vertandingen 30 de relatieve 20 axiale verschuiving van de beide aseinden 10 en 12, zodat de dubbele scharnierkoppeling zonder aanvullende beschadigingen . . te lijden, verder kan lopen, totdat de machinegroep, waartoe de aseinden 10 en 12 behoren, uitgeschakeld en stilgezet is.

Bij de uitvoeringsvorm volgens de fig. 3 en 4 zouden in het 25 geval van een breuk van de buigstaaf 22 de vertandingen 30 en 32 de functie van de aanslagen 40 overnemen en de tegen-aanslagen 42 enerzijds of de koppelingnaven anderzijds de relatieve axiale verschuiving van de beide aseinden 10 en .12 verhinderen.

30 Ringvormig uitgevoerde aanslagen 40 (fig.

1, fig. 2) en de overeenkomstige tegenaanslagen 42 resp. het eind van de naar de aanslagen 40 toe uitstekende vertanding 32 is voorzien van een convex kopvlak. Om schaalredenen is dit in de figuren niet zichtbaar.

35 Voor precies dezelfde functie is bij het tweede uitvoeringsvoorbeeld (fig. 3, fig. 4) aan het naar de tegenaanslagen 42 gerichte eind van de vertanding 32 een convex kopvlak aangebrac.ht.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1, la 40 en 2 zijn de beide eindstukken 36 van de koppelingmof 20 door 8000649 -6- l .*· een buisvormig middenstuk 44 met elkaar verbonden; de koppe-lingmof 20 is hier dus driedelig of, wanneer men de bescher-mingsringen 38 erbij rekent, vijfdelig.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 en 4 5 is de koppelingmof 20 daarentegen ééndelig, maar is aan zijn beide einden telkens een binnen zijn vertandingen 32 uitgespaarde smeermiddelruimte 46 aangebracht. Van daaruit kunnen de vertandingen via een soort spuitmondstukken, die uit kleine boringen in de tandvoet van de vertandingen bestaan, direct 10 worden voorzien van smeermiddel. De vertandingen 32 zijn bol en voegen zich met radiale voorspanning in de vertandingen 30 van de koppelingnaven 18, zodat hier voor een centrering van de beide einden van de koppelingmof 20 ten opzichte van de koppelingnaven 18 is gezorgd.

8000649

Claims

1. Dubbele scharnierkoppeling met twee koppelingnaven, een deze verbindende koppelingmof en gelijkmatig over hun omtrek verdeelde, draaimoment overbengende over-brengingselementen, met het kenmerk, dat binnen 5 de koppelingmof een buigstaaf (22) is aangebracht, die is verbonden met de beide koppelingnaven (18).

2. Dubbele scharnierkoppeling volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de buigstaaf (22) met de beide koppelingnaven (18) buigvast is verbonden.

3. Dubbele scharnierkoppeling volgens con clusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de buigstaaf (22) met de beide koppelingnaven (18) ook draaivast is verbonden.

4. Dubbele scharnierkoppeling volgens conclu- 15 sie 3, met het kenmerk, dat de buigstaaf (22) via flenzen (26, 28) is vastgeschroefd aan de koppelingnaven (18) .

5. Dubbele scharnierkoppeling volgens ëën der conclusies 1-4, met het kenm*erk, dat de over- 20 brengingselementen membranen of membraanbuigstaven (34) zijn.

6. Dubbele scharnierkoppeling volgens één der conclusies 1-4, waarbij de overbrengingselementen vertandin-gen zijn, met het kenmerk, dat de koppelingmof (20) is voorzien van een buitenvertanding en de koppelingna- 25 ven (18) zijn voorzien van binnenvertandingen.

7. Dubbele scharnierkoppeling volgens één der conclusies 1-6, waarbij de koppelingnaven en de koppelingmof samenwerkende ringvormige aanslagen hebben, met het kenmerk, dat de aanslagen (40, 42) convexe 30 kopvlakken hebben.

8. U ö 6 4 D