DE1625762C - Elastische Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung zwischen zwei koaxial angeordneten Wellenflanschen, die mittels über den Umfang der Flansche verteilten Gummikissen verbunden sind.

Bei bekannten Kupplungen dieser Art werden die Gummikissen durch das zu übertragende Drehmoment entweder auf Scherung oder auf Druck beansprucht, je nachdem, ob die Kissen koaxial oder tangential zu der Kupplungsachse angeordnet sind. ίο

Die Verformungsmöglichkeit, d. h. die Biegsamkeit der Kissen, ist um so größer, je größer die beanspruchte Gummischicht ist. Außer dieser Beanspruchung durch das Drehmoment sind die Gummikissen während der gemeinsamen Drehung beider Wellen auch einer Fliehkraftbeanspruchung unterworfen, welche mit erhöhter Drehzahl der Wellen zunimmt. Die Einwirkung der Fliehkraft auf die Gummikissen erhöht einerseits die Beanspruchung der an den Halterungsmitteln, die jeweils mit den Flanschen fest verbunden sind, haftenden Flächen der Gummikissen, als auch andererseits die Knickgefahr der nach außen gewölbten Kisssen.

Um diese Unsicherheitsfaktoren, die insbesondere bei hohen Drehzahlen akut werden, auszuschließen, hat man die Gummikissen stärker unterteilt, d. h., bei kreuzförmig und tangential angeordneten Gummikissen die Bogenlänge der Kissen verringert und koaxial angeordnete Kissen in einzelne ringförmige Scheiben unterteilt, die jeweils an starr mit den Flanschen verbundenen Metallscheiben haften, die radial nicht verschiebbar sind.

Solche Maßnahmen verringern aber die Elastizität der Kupplungen erheblich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Kupplung zu schaffen, die unter Beibehaltung größtmöglicher Elastizität, d. h. der Fähigkeit, Fluchtungs- und Winkelfehler der beiden zu kuppelnden Wellen in.einem weiten Bereich auszugleichen, auch bei großer Drehzahl die negativen Auswirkungen der Fliehkraft auf die Gummikissen weitgehend ausschaltet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Flanschen für die Kissen eine Halterung schwebend vorgesehen ist, die die Kissen in deren Längsrichtung unterteilt und deren an den Unterteilungssteüen befindliche Flächen mit den Kissen fest verbunden sind.

Mit dieser schwebend zwischen den Flanschen angeordneten Halterung wird einerseits die an den Begrenzungsflächen der Kissen angreifende Beanspruchung reduziert und außerdem die nach außen gerichtete Wölbung verkleinert, ohne daß dabei die Elastizität der Kupplung verschlechtert wird, so daß die Kupplung auch bei größten Drehzahlen mit Erfolg eingesetzt werden kann.

Eine besonders einfache und wirkungsvolle Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Kissen zylindrisch ausgebildet und koaxial zu der Kupplungsachse angeordnet sind und die Halterung aus einer quer zur Kupplungsachse liegenden Scheibe oder Ring besteht.

Eine andere ebenfalls sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kissen prismatisch ausgebildet und kranzförmig zur Kupplungsachse angeordnet sind und die Halterung aus einem Armkreuz besteht.

Die Erfindung wird an Hand der Darstellungen von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema zur Darstellung der Arbeitsweise bekannter Kupplungen,

F i g. 2 in gleicher Weise das Arbeiten einer erfindungsgemäßen Kupplung,

Fi g. 3 und 4 in einem Axialschnitt bzw. im Querschnitt längs der Linie IV-IV der F i g. 3 eine erfindungsgemäße Kupplung mit koaxial zu den Wellen angeordneten Gummikissen,

Fi g. 5 und 6 in einem Axialschnitt bzw. im Schnitt längs der Linie VI-VI der F i g. 5 eine erfindungsgemäße Kupplung gleicher Art, bei welcher die Gummikissen tangential und kranzförmig angeordnet sind,

Fig. 7 die in Fig. 5 und 6 dargestellte Kupplung vor dem Einbau.

Zunächst wird an Hand der F i g. 1 und 2 die grundsätzliche Ausbildung der Kupplung beschrieben.

Bei der gemeinsamen Drehung der beiden Wellen wird jedes Elementarvolumen des zwischen den starren Endarmaturen b und c angeordneten elastischen Gummikissens radial durch eine Fliehkraft df beansprucht, wie in F i g. 1 dargestellt. Hierbei ist angenommen, daß die Gummikissen a tangential angeordnet sind. Für die Gesamtheit eines jeden Gummikissens entsteht eine gesamte Fliehkraftbeanspruchung F, von welcher^- von jeder der Endarmaturen b und c des Gummikissens aufgenommen wird. Außerdem entsteht an jedem Gummikissen infolge der starken Verformbarkeit dieses Werkstoffs eine zentrifugale reifenförmige, nach außen gewölbte Verformung mit der Amplitude D, wie in F i g. 1 dargestellt.

Um diesen Nachteilen der Wirkungen der Fliehkraft abzuhelfen, aber die Vorteile der großen Torsionselastizität beizubehalten, welche derartigen Kupplungen durch den großen Abstand zwischen den Endarmaturen b und c der Gummikissen α aufweisen, wird jedes Gummikissen mit wenigstens einer Zwischenarmatur bzw. Halterung 3 versehen, welche vorzugsweise gleichweit von den Endarmaturen entfernt ist und auf jeder Seite an den Gummikissen oder den so abgegrenzten halben Gummikissen α_γ (Fig. 2) haftet,.wobei alle Zwischenarmaturen, oder wenigstens eine Gruppe von ihnen, fest mit einem starren Zwischenelement 4 verbunden sind, welches in dem Zwischenraum zwischen den Flanschen 1 und 2 schwebend angeordnet ist.

Bei dieser Ausbildung (F i g. 2) wird offenbar die Beanspruchung jeder Seite der Endarmaturen b, c und der Zwischenarmatur 3, an welcher nur die auf

ρ· ein halbes Gummikissen ausgeübte halbe Fliehkraft -j

radial angreift, auf die Hälfte herabgesetzt, während die nach außen gerichtete elastische Wölbung eines jeden halben Gummikissen Os₁ unter sonst gleichen Umständen nur einen Wert d besitzt, welcher größenordnungsmäßig ein Viertel des Wertes D eines nicht unterteilten Gummikissens ist, so daß die Kupplung mit erheblich höheren Drehzahlen arbeiten kann.

Die obige grundsätzliche Ausbildung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden.

In F i g. 3 und 4 ist der Fall dargestellt, daß die Gummikissen koaxial zu der Kupplungsachse angeordnet sind und auf Abscherung arbeiten. In Fig. 4 sind drei Gummikissen mit ihren an den Flanschen

1, 2 befestigten Endarmaturen b, c gezeigt, wobei jedes Gummikissen in zwei TdIeO₁ durch eine an diesen haftende Zwischenarmatur bzw. Halterung 3 geteilt wird, die drei so gebildeten Zwischenarmaturen 3 sind bei 5 an einem z. B. zweiteiligen schwebenden Zwischenelement 4 befestigt.

In F i g. 5 bis 7 ist eine andere Ausführungsform mit tangential angeordneten, prismatisch ausgebildeten Gummikissen dargestellt. Bei dieser Ausführungsform legen sich die Gummikissen α/, welche bei'3' fest mit einem gemeinsamen Armkreuz 4' verbunden sind, außerdem gegen z. B. V-förmige Armaturen 6, wobei die Anordnung vor dem Einbau, z. B. die in F i g. 7 dargestellte Form hat, bei welcher die Teile a{ eines jeden Gummikissens senkrecht zu den Teilen α/ der Nachbarkissen liegen.

Beim Einbau bewirken an den entsprechenden Flanschen 1, 2 befestigte Anschläge? eine Verformung der Elemente a_t', indem sie diese zusammendrücken, wie in F i g. 6 dargestellt.

In F i g. 6 sowie in F i g. 5 werden die aufeinanderfolgenden Anschläge 7 abwechselnd von dem Flansch 1 und von dem Flansch 2 getragen.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung können natürlich auch noch andere Hilfsteile vorgesehen werden, z. B. Einrichtungen zur Zentrierung des schwebenden Zwischenelements 4 in bezug auf die Wellen, welche z. B. eine einzige Gelenkkugel aufweisen können, wenn die Wellen stets zu einem Punkt zusammenlaufen, oder drei Gelenkkugeln, von denen je zwei gleiche Abstände haben, wenn radiale Abweichungen der Wellen zugelassen sind. 5

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elastische Kupplung zwischen zwei koaxial angeordneten Wellenflanschen, die mittels über

ίο den Umfang der Flansche verteilten Gummikissen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Flanschen (1, 2) für die Kissen (a, O₁; a', a_t') eine Halterung (3, 4; 3', 4') schwebend vorgesehen ist, die .die Kissen in deren Längsrichtung (/; /') unterteilt und deren an den Unterteilungsstellen befindliche Flächen mit den Kissen fest verbunden sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kissen (a, O₁) zylindrisch ausgebildet und koaxial zu der Kupplungsachse angeordnet sind und die Halterung aus einer quer zur Kupplungsachse liegenden Scheibe oder Ring (3, 4) besteht.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch ge-' kennzeichnet, daß die Kissen (α', α/) prismatisch ausgebildet und kranzförmig zur Kupplungsachse angeordnet sind und die Halterung aus einem Armkreuz (3', 4') besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen