DE102013011900B4

DE102013011900B4 - Kupplung mit flexiblem Element

Info

Publication number: DE102013011900B4
Application number: DE102013011900.6A
Authority: DE
Inventors: Haymo Bregler
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2019-04-04
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: CN205823977U; DE102013011900A1; WO2015007866A2; WO2015007866A3

Abstract

Kupplung (7, 71, 72) mit einem flexiblem Element (70), mit,1.1 einem primären Anschlusselement (10) mit einer ersten Anschlussebene (E);1.2 einem sekundären Anschlusselement (13) mit einer zweiten Anschlussebene (E);1.3 einem flexiblem Element (70), welches im Kraftfluss zwischen dem primären Anschlusselement (10) und dem sekundären Anschlusselement (13) angeordnet ist, wobei1.4 das flexible Element (70) eine erste axiale Erstreckung (x) aufweist, wobei1.5 das primäre Anschlusselement (10) eine zweite axiale Erstreckung (x) zwischen seiner Verbindungsebene (E) mit dem flexiblen Element (70) und der ersten Anschlussebene (E) aufweist, und wobei1.6 das sekundäre Anschlusselement (13) eine dritte axiale Erstreckung (x) zwischen seiner Verbindungsebene (E) mit dem flexiblen Element (70) und der zweiten Anschlussebene (E) aufweist, wobei1.7 wenigstens eines der Anschlusselemente (10, 13) radial innerhalb oder außerhalb des flexiblen Elements (70) angeordnet ist, sodass1.8 die axiale Baulänge (x) zwischen den Anschlussebenen (E, E) des primären Anschlusselements (10) und des sekundären Anschlusselements (13) kleiner ist als die Summe der drei axialen Erstreckungen (x, x, x); dadurch gekennzeichnet, dass1.9 eines der Anschlusselemente (10, 13) in axialer Richtung neben dem flexiblen Element (70) angeordnet ist, und dass das andere Anschlusselement (13, 10) in axialer Richtung radial innerhalb oder radial außerhalb der axialen Erstreckung (x) des flexiblen Elements (70) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit einem flexiblen Element nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung eine Förderanlage, insbesondere einen Strebförderer, mit einer solchen Kupplung.
Eine Kupplung mit einem flexiblen Element im Sinne der Erfindung kann beispielsweise eine Metallbalgkupplung oder eine Membrankupplung mit zwei parallelen Membranen sein, welche untereinander über ein starres Ringelement verbunden sind. Die Metallbalgkupplung kann dabei einstufig mit einem einzigen Metallbalg oder auch mehrstufig mit zwei oder mehr in Reihe oder parallel zueinander angeordneten Metallbalgen sein. Derartige Kupplungen sind insbesondere aus Antriebssträngen in der industriellen Technik, beispielsweise zum Antreiben von Förderanlagen, an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Kupplungen bestehen typischerweise aus wenigstens einem Metallbalg oder zwei verbundenen Membranen als flexibles Element mit einer ersten axialen Erstreckung sowie einem primären Anschlusselement und einem sekundären Anschlusselement, welche in Leistungsrichtung vor und nach dem flexiblen Element axial anschließend an diesen angeordnet sind. Diese weisen eine zweite und eine dritte axiale Erstreckung auf, sodass sich insgesamt durch die Summe der drei axialen Erstreckungen eine Gesamtlänge beziehungsweise axiale Baulänge der Kupplung ergibt. Bei den Anschlusselementen sind dabei verschiedenartige Anschlusselemente denkbar und bekannt, beispielsweise ein klassischer Flanschanbau zum Anschrauben eines Gegenflanschs oder eine einteilige oder geteilte Klemmnabe. Ferner sind auch Konusklemmnaben, Spreiznaben, Steckverbindungen, Verzahnungen oder dergleichen als Anschlusselemente bei derartigen Kupplungen bekannt.
Die Problematik bei solchen Kupplungen liegt insbesondere darin, dass diese eine vergleichsweise große axiale Baulänge aufweisen und deshalb in einem Antriebsstrang, welcher beispielsweise bisher mit einer herkömmlichen Kupplung oder einer elastischen Kupplung ausgestattet war, nicht einfach nachgerüstet werden können. Kupplungen mit flexiblem Element müssen bisher von Anfang an in den Aufbau des jeweiligen Antriebsstrangs integriert konstruiert werden.
Andererseits bieten Kupplungen mit flexiblem Element entsprechende Vorteile, weil sie eine axiale, laterale und im beschränkten Umfang sogar eine angulare Verlagerung des primären Anschlusselements gegenüber dem sekundären Anschlusselement erlauben. Hierdurch werden beispielsweise die Lagerungen von mit der Kupplungen verbundenen Wellen, beispielsweise einer hydrodynamischen Kupplung, eines Getriebes, einer Elektromaschine oder dergleichen, entlastet und können dementsprechend nicht durch zu hohe Rückstellkräfte im Bereich ihrer Lager zu Schaden kommen.
Zum Stand der Technik wird auf die Druckschriften DE 102 56 803 A1 und WO 2012 / 007 395 A3 verwiesen.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Kupplung mit flexiblem Element gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beziehungsweise eine Förderanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 anzugeben, welche vorteilhaft weitergebildet ist, und welche insbesondere die eingangs genannten Nachteile vermeidet
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kupplung mit flexiblem Element mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Kupplung mit flexiblem Element ist es vergleichbar wie im Stand der Technik vorgesehen, dass zwischen einem primären Anschlusselement und einem sekundären Anschlusselement ein flexibles Element angeordnet ist, um Kraft- beziehungsweise Drehmoment vom primären Anschlusselement auf das sekundäre Anschlusselement insbesondere ausschließlich über Torsionskräfte, zu übertragen. Erfindungsgemäß ist es nun so, dass wenigstens eines der Anschlusselemente radial innerhalb oder außerhalb des flexiblen Elements angeordnet ist, und zwar so, dass die axiale Baulänge zwischen einer ersten Anschlussebene des primären Anschlusselements und einer zweiten Anschlussebene des sekundären Anschlusselements kleiner ist als die Summe des Betrages der ersten axialen Erstreckung und den beiden andern axialen Erstreckungen. Die axialen Erstreckungen der Anschlusselemente bestimmen sich zwischen den Verbindungsebenen des mit flexiblen Elements mit den Anschlusselementen einerseits und den Anschlussebenen anderseits. Die axiale Erstreckung des flexiblen Elements ist dessen maximale axiale Ausdehnung. Die Anschlussebenen der Anschlusselemente definieren bei der Ausgestaltung der Anschlusselemente als Flansche die Ebene, an der beispielsweise eine Welle mit ihrem Flansch angeschraubt wird. Bei einem Klemmflansch oder einem ähnlichen Aufbau kann dies beispielsweise eine Ebene im Schwerpunkt des Anschlusses beziehungsweise der Verbindung sein. Diese Ebene steht zumindest bei entlasteter Kupplung immer senkrecht auf der axialen Richtung. Die Verbindungsebenen im Sinne der Erfindung sind diejenigen Ebenen, in denen das flexible Element mit dem jeweiligen Anschlusselement, typischerweise entlang einer umlaufenden Kreislinie, verbunden ist. Auch diese stehen zumindest bei entlasteter Kupplung senkrecht auf der axialen Richtung, also auf der Drehachse der Kupplung. Im Falle einer Verbindung und/oder eines Anschlusses über mehrere Ebenen oder schräg zu einer Ebene tritt an die Stelle der Ebene im Sinne der Erfindung wiederum eine Ebene im Schwerpunkt der Verbindung beziehungsweise des Anschlusses.
Ein flexibles Element im Sinne der Erfindung kann beispielsweise ein Metallbalg sein. Auch mehrere in Reihe oder parallel zueinander angeordnete Metallbälge können ein flexibles Element im Sinne der Erfindung darstellen. Ebenso kann flexibles Element im Sinne der Erfindung ein Aufbau sein, welcher aus wenigstens zwei Metallmembranen besteht, welche axial voneinander beabstandet sind. Diese können beispielsweise durch ein starres typischerweise rohrförmiges Element oder wiederum durch einen Metallbalg miteinander verbunden sein. Auch ein solcher Aufbau fällt unter den Begriff flexibles Element im Sinne der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau sind nun diese beiden Anschlussebenen, welche insgesamt die axiale Baulänge der Kupplung mit flexiblem Element hinsichtlich ihrer Anschlüsse definieren, kleiner als die Summe der drei axialen Erstreckungen. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Aufbau dadurch erreicht, dass wenigstens eines der Anschlusselemente radial innerhalb oder außerhalb des flexiblen Elements angeordnet ist. Wenigstens eines der Anschlusselemente ragt damit entweder zumindest teilweise durch das flexible Element hindurch oder umgreift dieses. Je nach Länge dieses hindurchragenden beziehungsweise das flexible Element umgreifenden Teils, welches beispielsweise rohrförmig innerhalb oder außerhalb des flexible Elements ausgebildet sein kann, und das jeweilige Ende des flexible Elements mit dem Bereich des Anschlusselements, welches die Anschlussebene aufweist, verbindet, entsteht so ein Aufbau, welcher eine sehr viel kürzere Baulänge in axialer Richtung hat als eine herkömmliche Kupplung mit flexiblem Element. Sofern das wenigstens eine Anschlusselement, welches sich radial innerhalb oder außerhalb des flexiblen Elements erstreckt, eine Baulänge aufweist, welche größer als die axiale Länge des flexiblen Elements ist, dann lässt sich für die Kupplung mit flexiblem Element als Ganzes sogar eine axiale Baulänge realisieren, welche „negativ“ ist, bei welcher die Anschlussebene des sekundären Anschlusselements also mit Blick auf das primäre Anschlusselement in axialer Richtung vor der Anschlussebene des primären Anschlusselements liegt. Selbstverständlich erfordert dies dann zumindest an einem der Anschlusselemente den Anschluss an eine hohle Welle, sodass das andere Anschlusselement in oder durch den entsprechenden Hohlraum ragen kann.
In einer sehr günstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplung mit flexiblem Element kann es dabei vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Anschlusselemente in axialer Richtung radial innerhalb oder außerhalb der axialen Ausdehnung des flexiblen Elements angeordnet ist. Eine solche Anordnung des Anschlusselements, insbesondere wenn dieses radial innerhalb der axialen Ausdehnung des flexiblen Elements ist, hat darüber hinaus den entscheidenden Vorteil, dass das flexible Element durch das entsprechende Anschlusselement gestützt werden kann, falls dieser aufgrund einer Überlastung bricht. Anders als bei den Kupplungen im Stand der Technik werden damit die auftretenden Schäden begrenzt, da durch die Stützfunktion des wenigstens einen Anschlusselements der Antriebsstrang weitgehend in der vorgesehenen Position verharrt.
Bei der erfindungsgemäßen Förderanlage, es soll sich hier insbesondere um einen Strebförderer, besonders bevorzugt um einen Strebkettenförderer handeln, ist der Antrieb durch einen elektrischen Antriebsmotor und ein Getriebe in Leistungsflussrichtung zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und einem Antriebsmittel der Förderanlage vorgesehen. Erfindungsgemäß ist es nun so, dass in Leistungsflussrichtung nach dem elektrischen Antriebsmotor außerdem wenigstens eine Kupplung mit flexiblem Element in einer der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen vorgesehen ist. Dieser Aufbau ist besonders einfach und effizient, da hier, durch die in axialer Richtung sehr kurz ausführbare Kupplung mit flexiblem Element, eine herkömmliche Kupplung, beispielsweise eine elastische Kupplung, ersetzt werden kann. Hierdurch lassen sich auch nachträglich durch ein Nachrüsten der Anlage mit einer derartigen erfindungsgemäßen Kupplung die Vorteile der Kupplung mit flexiblem Element hinsichtlich der Verlagerbarkeit nutzen. Dies gilt insbesondere für Anlagen, welche einer entsprechend hohen Belastung ausgesetzt sind, beispielweise Strebkettenförderer, welche unter Tage zum Transport von abgebauter Kohle und/oder Erzen eingesetzt werden.
In einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Förderanlage ist es nun außerdem vorgesehen, dass eine hydrodynamische Komponente, insbesondere eine hydrodynamische Kupplung, zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und der Kupplung mit flexiblem Element oder zwischen der Kupplung mit flexiblem Element und dem Getriebe vorgesehen ist. Insbesondere das Anbinden des Antriebsmotors oder des Getriebes an eine hydrodynamische Komponente, insbesondere eine hydrodynamische Kupplung beziehungsweise Turbokupplung über die Kupplung mit flexiblem Element ist von entscheidendem Vorteil für den Aufbau, da er die Lagerung innerhalb der hydrodynamischen Kupplung durch die entsprechenden Vorteile der Kupplung mit flexiblem Element hinsichtlich der Verlagerung schonen kann, während torsionsschwingungsdämpfende Eigenschaften bereits aufgrund der Hydrodynamik der Turbokupplung gegeben sind. Daher kann auf eine ansonsten verbaute elastische Kupplung mit ihren Nachteilen hinsichtlich der Übertragung des Drehmoments und der Anfälligkeit ihrer elastischen Elemente gänzlich verzichtet werden.
Die Kupplung mit flexiblem Element kann dabei insbesondere auf der Seite der hydrodynamischen Komponente eingesetzt werden, auf welcher die drehbeweglichen Teile der hydrodynamischen Komponente beziehungsweise ihre Hauptwelle gelagert ist, da hierdurch eine Entlastung der Lager erfolgen kann. Sind beide Seiten mit entsprechenden Lagern versehen, ist es durchaus auch denkbar, die Kupplung mit dem flexiblen Element in Leistungsflussrichtung sowohl vor als auch nach der hydrodynamischen Komponente anzuordnen, also zwei derartige Kupplungen mit flexiblem Element zu verbauen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kupplung sowie der Förderanlage ergeben sich aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben sind.
Dabei zeigen:

1 eine prinzipmäßig angedeutete Förderanlage;
2 eine Metallbalgkupplung in einer üblichen Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik;
3 eine erste mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung;
4 eine Variante der ersten möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung;
5 eine zweite und dritte mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metallbalgkupplung;
6 eine vierte mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metallbalgkupplung;
7 eine fünfte mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metallbalgkupplung;
8 eine sechste mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metallbalgkupplung;
9 eine siebte mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metallbalgkupplung;
10 eine achte mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metallbalgkupplung;
11 eine neunte mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Membrankupplung; und
12 eine zehnte mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Membrankupplung

In der Darstellung der 1 ist rein beispielhaft und sehr stark schematisiert eine Förderanlage 1 dargestellt. Dabei soll es sich um einen sogenannten Strebförderer handeln, bei dem quer zum Fördergut und zur Förderrichtung verlaufende Streben 2 über ein Antriebsmittel 3 indirekt angetrieben werden. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sollen die Streben 2 insbesondere über zwei Ketten 4, mit denen sie fest verbunden sind, von dem Antriebsmittel 3 angetrieben werden. Der Aufbau wird dann dementsprechend als Strebkettenförderer oder Kettenstrebförderer bezeichnet. Es könnte sich bei der Förderanlage jedoch auch um eine Förderanlage mit einem Förderband oder dergleichen handeln.
Die Förderanlage 1 umfasst zum Antreiben des Antriebsmittels 3 einen elektrischen Antriebsmotor 5, welcher über eine hydrodynamische Kupplung 6 und eine später noch näher beschriebene Kupplung 7 mit flexiblem Element 70 sowie ein Getriebe 8, das Antriebsmittel 3 antreibt. Der Aufbau ist soweit aus dem Stand der Technik bekannt, wobei die Besonderheit nun im Bereich der Kupplung 7 liegt.
Alternativ oder ergänzend zu der Kupplung 7 zwischen der hydrodynamischen Kupplung 6 und dem Getriebe 8 könnte genauso gut eine weitere Kupplung 7 mit flexiblem Element 70 in Richtung des Leistungsflusses zwischen dem elektrischen Antriebsmotor 5 und der hydrodynamischen Kupplung 6 angeordnet sein. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde auf diese optionale Kupplung verzichtet. Dabei ist es für den Fachmann klar, dass auch lediglich diese optionale Kupplung, welche in 1 nicht dargestellt ist, vorhanden sein kann. Auf die dargestellte Kupplung 7 könnte dann gegebenenfalls verzichtet werden.
In der Darstellung der 2 ist eine herkömmliche Metallbalgkupplung 71 als ein Beispiel für eine Kupplung 7 mit flexiblem Element 70 in einer Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik zu erkennen. Dabei ist lediglich die obere um eine Drehachse 9 rotierende Hälfte schematisch dargestellt. Sie umfasst ein primäres Anschlusselement 10, welches hier beispielsweise als Schraubflansch mit entsprechenden Bohrungen 11 für die Schrauben ausgebildet ist. Es ergibt sich damit eine Anschlussebene des primären Anschlusselements 10, welche in der Darstellung der 2 mit E₁ bezeichnet ist, und welche - ohne dass Verlagerungskräfte auf die Metallbalgkupplung 71 einwirken - senkrecht zur Drehachse 9 steht. Das primäre Anschlusselement 10 ist über einen Metallbalg 12 als flexibles Element 70, welcher in an sich bekannter Art und Weise ausgebildet ist, mit einem sekundären Anschlusselement 13 verbunden. Das sekundäre Anschlusselement 13 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit einem Flansch für eine Schraubenverbindung ausgebildet und weist dementsprechende Bohrungen 14 auf. Eine Anschlussebene E₂ des sekundären Anschlusselements 13 ist ebenfalls eingezeichnet und befindet sich senkrecht zur Drehachse 9 auf der Seite des Flanschs des sekundären Anschlusselements 13, welche dem primären Anschlusselement 10 abgewandt ist. Der Aufbau der Metallbalgkupplung 71 weist eine gesamte Baulänge von x_a zwischen der ersten Anschlussebene E₁ und der zweiten Anschlussebene E₂ auf. Zwischen dem primären Anschlusselement 10 und dem sekundären Anschlusselement 13 erstreckt sich der Metallbalg 12. Dieser ist in jeweils einer Verbindungsebene E₃ , E₄ mit dem primären beziehungsweise dem sekundären Anschlusselement 10, 13 verbunden. Der Metallbalg 12 hat eine maximale Erstreckung von x₁ . Die beiden Anschlusselemente 10, 13 haben jeweils von der Verbindungsebene E₃ , E₄ mit dem Metallbalg 12 bis zu ihrer Anschlussebene E₁ , E₂ eine axiale Erstreckung von x₂ beziehungsweise x₃ . Dabei ist in der Darstellung der 2 ebenso wie in den fortfolgenden Figuren die Primärseite, also die mit dem Antrieb verbundene Seite, auf der anderen Seite dargestellt, als in der Darstellung der 1. Dies ist jedoch für die Erläuterung des Aufbaus der Metallbalgkupplung 71 unerheblich, da in sämtlichen Figuren die Primärseite und die Sekundärseite auch jeweils ausgetauscht werden könnten.
Anstelle einer herkömmlichen aus dem Stand der Technik bekannten Metallbalgkupplung 71 soll die Kupplung 7, welche in der Förderanlage 1 eingesetzt wird, nun insbesondere so aussehen, wie es anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele schematisch und exemplarisch beschrieben wird.
In der Darstellung der 3 ist eine derartige Kupplung 7 mit flexiblem Element 70 in einer Ausführung gemäß der Erfindung als Metallbalgkupplung 71 nochmals im Detail, in ihrer oberhalb der mit 9 bezeichneten Drehachse liegenden Hälfte dargestellt. Das sekundäre Anschlusselement 13 umfasst nun außerdem zwischen seinem Flansch und der Verbindung des sekundären Anschlusselements 13 an dem Metallbalg 12 als flexibles Element 70, einen hohlwellenartigen Abschnitt 15, welcher in das Innere des Metallbalgs 12 ragt. Nun ist es so, dass der Metallbalg 12 eine Erstreckung in axialer Richtung der Drehachse 9 aufweist, welche mit x₁ bezeichnet ist. Dadurch, dass das sekundäre Anschlusselement 13 sich in das Innere des Metallbalgs 12 hinein erstreckt, ergibt sich hier eine gesamte axiale Baulänge x_a zwischen der Anschlussebene E₁ und der Anschlussebene E₂ , welche deutlich kleiner als die Summe der axialen Erstreckungen x₁ + x₂ + x₃ ist. Die gesamte Baulänge x_a ist also gegenüber dem im Stand der Technik bekannten und üblichen Aufbau verkürzt.
In der Darstellung der 4 ist eine Alternative zu der in 3 gezeigten Metallbalgkupplung 1 zu erkennen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Metallbalg 12, welcher auch hier das flexible Element 70 darstellt, um eine Halbwelle verkürzt ausgeführt ist, sodass der Anschlusspunkt mit dem primären Anschlusselement 10 auf einen weiter außen liegenden Radius wandert.
In der Darstellung der 5 ist ein ähnlicher Aufbau der Metallbalgkupplung 71 zu erkennen, wie er bereits in der Darstellung der 3 ausführlich erläutert worden ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Erstreckung x₃ des sekundären Anschlusselements 13 beziehungsweise die Ausdehnung seines rohrförmigen Abschnitts 15 in axialer Richtung gegenüber dem zuvor beschriebenen Aufbau größer geworden ist, sodass der Flansch des sekundären Anschlusselements 13 radial und axial innerhalb des primären Anschlusselements 10 liegt. In einer gestrichelten Variante ist außerdem die Möglichkeit dargestellt, den Flansch des sekundären Anschlusselements 13 über die Anschlussebene E₁ hinaus durch das primäre Anschlusselement 10 hindurchragen zu lassen, sodass sich eine „negative“ Baulänge x_a ergibt, bei welcher die Anschlussebene E₂ auf der der Metallbalgkupplung 71 abgewandten Seite der Anschlussebene E₁ zu liegen kommt.
In der Darstellung der 6 ist eine weitere Ausführungsvariante dargestellt, welche ebenfalls eine sehr kurze Baulänge x_a der Metallbalgkupplung 71 ermöglicht. Sowohl das primäre Anschlusselement 10 als auch das sekundäre Anschlusselement 13 weisen nun einen rohrförmigen Abschnitt 15 beziehungsweise 16 auf, welcher jeweils in das Innere des Metallbalgs 12 ragt und so eine sehr kurze Baulänge x_a zwischen den Anschlussebenen E₁ und E₂ ermöglicht.
Der bisher in den 3 bis 6 beschriebene Aufbau ist so selbstverständlich nicht nur in der Art möglich, dass zumindest das sekundäre Anschlusselement 13 im Inneren des Metallbalgs 12 angeordnet ist, sondern es wäre selbstverständlich auch so möglich, dass dieses den Metallbalg 12 sowie gegebenenfalls das primäre Anschlusselement 10 radial außen umgreift. Dies ist für den Fachmann offensichtlich, sodass auf eine nähere Darstellung dieser Ausführungsvarianten verzichtet worden ist.
In der Darstellung der 7 ist nun eine Ausführungsvariante zu erkennen, welche wiederum, vergleichbar zu der gestrichelten Ausführung gemäß 4, eine „negative“ axiale Baulänge x_a der Metallbalgkupplung 71 ermöglicht. Hierzu umgreift das primäre Anschlusselement 10 den Metallbalg 12 von außen, während das sekundäre Anschlusselement 13 entsprechend innerhalb des Metallbalgs 12 angeordnet ist. Durch eine geeignete Abstimmung der Länge der rohrförmigen Abschnitte 15 beziehungsweise 16 wird so eine annähernd beliebig lange oder kurze Baulänge x_a in axialer Richtung der Metallbalgkupplung 71 möglich. Die axiale Baulänge x_a ist dabei immer kleiner als die Erstreckung x₁ des Metallbalgs 12 und kann beliebig klein oder im oben beschriebenen Sinne sogar „negativ“ werden. In der Darstellung der 7 ist rein beispielhaft eine geringfügig „negative“ axiale Baulänge x_a zu erkennen, welche dementsprechend in 6 auch mit dem Zusatz < 0 versehen ist.
In der Darstellung der 8 ist im Wesentlichen analog zur Darstellung in der 6 wiederum eine Metallbalgkupplung 71 zu erkennen. Das flexible Element 70 wird hier nicht nur aus einem Metallbalg 12, wie in 6 dargestellt, gebildet, sondern aus zwei parallelen Metallbalgen 12, 17, welche beide sowohl mit dem primären Anschlusselement 10 als auch mit dem sekundären Anschlusselement 13 verbunden sind. Die beiden Metallbalge 12, 17, welche das flexible Element 70 ausbilden, sind also „parallel“ zueinander angeordnet und hinsichtlich ihres Kraftflusses verschaltet.
Die maximale axiale Erstreckung x₁ des flexiblen Elements 70 wird durch die axiale Länge des größeren Metallbalgs 17 bestimmt. Die axialen Erstreckungen x₂ und x₃ zwischen den Anschlussebenen E₁ , E₂ und den Verbindungsebenen E₃ , E₄ sind beispielhaft für den größeren der beiden Metallbalge 17 eingezeichnet, sie können genauso gut für den kleineren der Metallbalge 12 gerechnet beziehungsweise verwendet werden.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Kupplung 7 mit dem flexiblen Element 70 ist in der Darstellung der 9 zu erkennen. Auch hier ist ein erster Metallbalg 12 und ein zweiter Metallbalg 17, analog zur Darstellung in 8, angedeutet. Anders als in der Darstellung der 8 sind die beiden Metallbalge 12, 17 zwar parallel zueinander angeordnet, wodurch der längere Metallbalg 17 die axiale Erstreckung x₁ des flexiblen Elements 70 bestimmt. Hinsichtlich des Kraftflusses sind sie jedoch in Reihe zueinander verschaltet. Dies wird dadurch erreicht, dass das flexible Element 70 aus den beiden Metallbalgen 12, 17 und einem starren Verbindungsring 18 zwischen diesen Metallbalgen ausgebildet wird.
An die Stelle des starren Rings 18 kann außerdem, wie es in der Darstellung der 10 zu erkennen ist, eine direkte Verbindung zwischen den beiden Metallbalgen 17, 18 treten, welche dann beispielsweise miteinander verschweißt ausgebildet sein können.
Für sämtliche Ausführungsformen mit den Metallbalgen 12 beziehungsweise 12 und 17 gilt dabei das prinzipiell in der Darstellung der 4 gezeigte, nämlich dass die Anschlüsse sowohl im Bereich einer nach unten als auch im Bereich einer nach oben verlaufenden Welle vorgenommen werden können, sodass sich für den Fachmann die entsprechenden Varianten ergeben. Die Anzahl der einzelnen Ausbuchtungen der Metallbalge 12, 17 kann dabei beliebig sein, so dass im Extremfall lediglich eine einzige Ausbuchtung und damit ein im Querschnitt der oberen Hälfte, wie sie in den Figuren dargestellt ist, U-förmiger Metallbalg entsteht. Selbstverständlich gilt für die Ausführungsformen der 8, 9 und 10 wiederum dasselbe wie für die Ausführungsformen der 3 bis 6, nämlich dass die Anordnung sowohl innerhalb als auch außerhalb der Metallbalge 12, 17 als flexibles Element 70 erfolgen kann.
In der Darstellung der 11 ist nun eine weitere Ausführungsform der Kupplung 7 mit dem flexiblen Element 70 zu erkennen. Diese unterscheidet sich grundlegend von den bisherigen Ausführungsformen, bei welchen das flexible Element 70 immer durch einen oder mehrere Metallbalge 12, 17 ausgebildet war. Das flexible Element 70 ist im Falle dieser als Membrankupplung 72 ausgebildeten Kupplung 7 aus zwei senkrecht auf der Drehachse 9 angeordneten flexiblen Metallmembranen 19, 20 ausgebildet. Die Metallmembranen 18, 19 sind dabei mit parallelen Oberflächen dargestellt, sie können genauso gut leicht konisch ausgebildet sein und würden sich dann typischerweise von radial innen nach radial außen in dem hier dargestellten Querschnitt entsprechend verjüngen. Die erste Metallmembran 19 ist mit dem primären Anschlusselement 10, die zweite Metallmembran 20 mit dem sekundären Anschlusselement 13 verbunden. Die beiden Metallmembranen 19, 20 sind ihrerseits, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel radial außerhalb ihrer Verbindung mit den Anschlusselementen 10, 13 mit einem Verbindungsrohr 21 miteinander verbunden. Der Aufbau könnte genauso gut radial umgekehrt sein, also so, dass die beiden Metallmembranen 19, 20 von den Anschlusselementen 10, 12 aus radial nach innen ragen und dort entsprechend mit dem Verbindungsrohr 21 verbunden sind. Bei diesem Aufbau erstreckt sich nun die Erstreckung x₁ des flexiblen Elements 70, in dem Fall der Kombination aus den Metallmembranen 19, 20 und dem Verbindungsrohr 21 zwischen einer ersten Anschlussebene E₃ zwischen dem primären Anschlusselement 10 und der ersten Membran 19 und einer Anschlussebene E₄ zwischen der zweiten Membran 20 und dem sekundären Anschlusselement 13. Aufgrund der senkrecht auf der Drehachse 9 stehenden Membranen 19, 20 entspricht die zentrale Fläche der jeweiligen Metallmembran 19, 20 dieser jeweiligen Anschlussebene E₃ , E₄ , sodass die erste Erstreckung x₁ im Wesentlichen durch die axiale Länge des Verbindungsrohrs 21 dargestellt wird. Ansonsten ist auch hier der Aufbau so gestaltet, dass in diesem Fall das sekundäre Anschlusselement 13 in axialer Richtung innerhalb des Umfangs des flexiblen Elements 70 angeordnet ist und hierdurch eine sehr geringe gesamte Baulänge x_a der Membrankupplung 72 möglich wird.
Anstelle der beiden Metallmembranen 19, 20 und des Verbindungsrohrs 21 ist selbstverständlich ein Aufbau mit mehreren Metallmembranen 19, 20, 22, 23 denkbar, welche dann über mehrere Verbindungsrohre 21.1, 21.2, 21.3 miteinander verbunden sind. Ein solcher Aufbau ist in der Darstellung der 12 im Wesentlichen analog zur Darstellung in 11 angedeutet.
Das Verbindungsrohr 21 muss dabei nicht wie in der Darstellung der 11 angedeutet starr ausgebildet sein, sondern kann seinerseits auch flexibel ausgebildet sein oder kann beispielsweise auch in Form eines Metallbalgs realisiert sein.
Sämtliche Teile des flexiblen Elements 70, egal ob dieses aus Metallbalgen 12, 17 mit eventuellen Verbindungselementen 18 oder aus Metallmembranen 19, 20 mit einem Verbindungsrohr 21 besteht, kann dabei sowohl mehrstückig als auch einstückig ausgebildet sein. Der Aufbau gewährleistet in jedem Fall die gewünschte Flexibilität bei sehr geringer gesamter Baulänge x_a .
Selbstverständlich können sämtliche Aufbauten so realisiert werden, dass die Primärseite mit der Sekundärseite vertauscht werden kann und es kann natürlich auch eine andere Anschlussvariante als die hier dargestellte Variante mit den Flanschen mit Schraubanschluss gewählt werden. All dies sind für den Fachmann gängige und geläufige Ausgestaltungen, sodass auf alternative Möglichkeiten wie beispielsweise Klemmflansche, Spreiznaben, Konusklemmen und dergleichen nicht näher eingegangen wird.

Claims

Kupplung (7, 71, 72) mit einem flexiblem Element (70), mit, 1.1 einem primären Anschlusselement (10) mit einer ersten Anschlussebene (E₁); 1.2 einem sekundären Anschlusselement (13) mit einer zweiten Anschlussebene (E₂); 1.3 einem flexiblem Element (70), welches im Kraftfluss zwischen dem primären Anschlusselement (10) und dem sekundären Anschlusselement (13) angeordnet ist, wobei 1.4 das flexible Element (70) eine erste axiale Erstreckung (x₁) aufweist, wobei 1.5 das primäre Anschlusselement (10) eine zweite axiale Erstreckung (x₂) zwischen seiner Verbindungsebene (E₃) mit dem flexiblen Element (70) und der ersten Anschlussebene (E₁) aufweist, und wobei 1.6 das sekundäre Anschlusselement (13) eine dritte axiale Erstreckung (x₃) zwischen seiner Verbindungsebene (E₄) mit dem flexiblen Element (70) und der zweiten Anschlussebene (E₂) aufweist, wobei 1.7 wenigstens eines der Anschlusselemente (10, 13) radial innerhalb oder außerhalb des flexiblen Elements (70) angeordnet ist, sodass 1.8 die axiale Baulänge (x_a) zwischen den Anschlussebenen (E₁, E₂) des primären Anschlusselements (10) und des sekundären Anschlusselements (13) kleiner ist als die Summe der drei axialen Erstreckungen (x₁, x₂, x₃); dadurch gekennzeichnet, dass 1.9 eines der Anschlusselemente (10, 13) in axialer Richtung neben dem flexiblen Element (70) angeordnet ist, und dass das andere Anschlusselement (13, 10) in axialer Richtung radial innerhalb oder radial außerhalb der axialen Erstreckung (x₁) des flexiblen Elements (70) angeordnet ist.
Kupplung (7, 71, 72) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (70) als Metallbalg (12) ausgebildet ist.
Kupplung (7, 71, 72) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das flexible Element (70) aus mehreren im Kraftfluss in Reihe oder parallel angeordneten Metallbalgen (12, 17) sowie gegebenenfalls wenigstens einem starren Verbindungselement (18) zwischen den Metallbalgen (12, 17) ausgebildet ist.
Kupplung (7, 71, 72) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (70) aus wenigstens zwei parallelen senkrecht auf der Drehachse (9) angeordneten Metallmembranen (19, 20, 22, 23) sowie wenigstens einem Verbindungsrohr (21, 21.1, 21.2, 21.3) zwischen den Metallmembranen (19, 20, 22, 23) ausgebildet ist.
Kupplung (7, 71, 72) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Anschlusselemente (10, 13) einen Flansch mit Bohrungen (11, 14) für Schrauben aufweist.
Kupplung (7, 71, 72) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Anschlusselemente (10, 13) eine Klemmnabe oder Spreiznabe aufweist.
Förderanlage, insbesondere Strebförderer, mit 7.1 einem elektrischen Antriebsmotor (5); und 7.2 zumindest einem Getriebeelement (8) in Richtung des Leistungsflusses nach dem elektrischen Antriebsmotor (5); dadurch gekennzeichnet, dass 7.3 in Leistungsflussrichtung nach dem elektrischen Antriebsmotor (5) außerdem wenigstens eine Kupplung (7) mit flexiblem Element (70) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 vorgesehen ist.
Förderanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydrodynamische Komponente, insbesondere eine hydrodynamische Kupplung (6), zwischen dem elektrischen Antriebsmotor (5) und der Kupplung (7) mit flexiblem Element (70) vorgesehen ist.