DE2052371A1 - Wellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung, enthaltend zwei Endflansche.

Die erfindungsgemässe Wellenkupplung ist insbesondere für die Zwecke geeignet, in denen eine homokinetische Kupplungskonstruktion Anwendung finden nuss.

Zwar ist es bekannt, zum Zwecke der Verbindung von zwei nicht fluchtenden Wellenenden eine Kardankupplung zu verwenden; diese Kupplung ist jedoch nicht in der Lage, eine Drehbewegung ohne Änderung der Winkelgeschwindigkeit zu übertragen. Die Anwendung von homokinetischen Gelenken ist jedoch dann nicht möglich, wenn eine solche Konstruktion zu aufwendig ist oder aber die Platzverhältnisse eine Anwendung nicht zulassen.

Es ist daher Ziel der Erfindung, eine Wellenkupplung vorzuschlagen, die relativ unaufwendig ist und auf engstem Raum innerhalb eines gewissen Anwendungsbereiches die geforderten Eigenschaften besitzt.

Es ist auch bekannt, zu diesem Zwecke zylindrische, zwischen zwei Wellenenden angeordnete Metallbälge zu verwenden.

US-79 /14. Oktober 1970

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ORIGINAL

Eine solche Konstruktion ist in der US Patentschrift 3 232 076 beschrieben und dargestellt. Die Konstruktion gemäss dem Stand der Technik weist jedoch, den Nachteil auf, dass bei Übertragung von etwas grösseren Drehmomenten uie TorsionsVerdrehung der Kupplung in nicht mehr erträglicher Weise ansteigt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die verwendeten Bälge charakteristischerweise torsionssteif sind, Jedoch relativ flexibel Ua Beziig auf eine Biegung. Eine Torsionsverdrehungbei derartigen Konstruktionen begrenzt soait in unerwünschter Weise die Fähigkeit dieser Konstruktionen, Dreheoeente zu übertragen. Eg stellt keine Lösung dieses Problems dar, wenn insgesamt die Steifheit des Balges erhöht wird, um auf diese Weise eine hohe Biegesteifigkeit zu erreichen mit dem Ziel, einen unerwünscht hohen Betrag an Torsionsverdrehung zu vermeiden. Eine solche Konstruktion würde nicht flexibel genug sein bei einer Biegung und würde einer zu hohen Beanspruchung unterliegen, so dass hier die Wirkung als Gelenk nicht erfüllt werden würde. Weiterhin wurde bei einem solchen Balg ein Teil des Drehmomentes durch die Arbeit, die zum Biegen notwendig ist, verbraucht, so dass dieser Anteil nicht am Ausgang als abgegebenes Drehmoment erscheint.

Eine verbesserte Wellenkupplung dieser Artgemäss der Erfindung wird dadurch erreicht, dass zwischen den Endflanschen zumindest zwei zylindrische Bulge angeordnet sind, wobei der Raum zwischen den Bälgen KLt elastoeerischera Material ausgefüllt ist.

Vorteilhafterweise sind die Bälge zueinander konzentrisch angeordnet.

Es 1st auch vorteilhaft, dass die Wellentäler bzw Bäuche der Bälge jeweils ohne Verschiebung zueinander angeordnet sind (Pig. I).

Es ist Jedoch auch möglich, dass die Wellentäler bzw Bäuche des inneren Balges Jeweils in entsprechende Abschnitte des äusseren Balges eingelegt sind (Piß. 2).

Weiterhin kann der aussere Balg an den Aussenflachen »it elastomerischem Material belegt sein.

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Auch kann das Innere des innersten Balges mit elastomerischem Material oder ähnlichem ausgefüllt sein.

Das auf diese Weise eingebrachte elastomerische Material hat nur eine geringe Auswirkung auf die Biegung, es reduziert jedoch beträchtlich die Verdrehung der Kupplung. Weiterhin verhindert die elastomerische Zwischenlage, dass Spannungsspitzen auftreten, die insbesondere dann gefürchtet sind, wenn die einzelnen Teile der Bälge Miteinander in einen metallischen Kontakt kommen.

Weiterhin wird durch die Benutzung von mehreren relativ dünnen konzentrischen Bälgen im Vergleich mit einem relativ schwer gebauten Balg die Grb'sse der Oberflächeribeanspruchung beim Biegen verringert.

Die erfindungsgemässe Konstruktion ist relativ unaufwendig in der Fertigung und verlässlich in der Anwendung. Sie stellt eine relativ kompakte Baueinheit dar, die für viele Anwendungszwecke geeignet ist. Weiterhin stellt sie eine Universalkupplung dar, die vollkommen abgeschlossen ist und keine störende unebene Oberfläche besitzt.

Die Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. ,

Es zeigen:

Pig. I einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Wellenkupplung;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine andere Anwendungsform der Erfindung.

Bei einer bevorzugten Ausfliirungsform der Erfindung besteht eine insgesamt mit 11 bezeichnete Wellenkupplung aus zwei Endflanschen 12 und 13. Zwischen diesen Endflanschen 12 und 13 ist aussen ein Balg 14 und innen ein Balg 16 konzentrisch angeordnet. Diese Bälge können aus rostfreiem Stahl oder Nickelchromstahl sein, wobei die Dicke der Bälge von der Grosse des übertragen-en Drehmomentes und von der gewünschten Flexibilität abhängt.

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Die Bälge werden voneinander getrennt durch eine Zwischenlage aus elastischen Material IJ, die aus Neopren bestehen kann, wobei diese Zwischenlage nit den Oberflächen der Bälge auf geeignete Weise verbunden sein kann. Neben der Anwendung von zwei Bälgen la gezeigten Ausfuhrungsbeispiel können Jedoch auch mehrere Bälge angeordnet sein, wobei Jeweils die Zwischenräume alt elastomerischea Material auszufüllen sind.

Die Bäuche und Wellentäler des inneren Balges bzw des äusseren Balges sind Jeweils in Phase angeordnet, so dass die gleiche Anzahl von AuswSlbungen in der Längeneinheit verwendet wird.

Eine andere Ausfiftirungsform der Erfindung ist in der Figur 2 dargestellt, in der eine Wand 21 eines Balges aus einem Balg 2J> und einen Balg 24 besteht, deren Ausbauchungen ineinander gesteckt sind, wobei der Zwischenraun zwischen diesen Bälgen nit elastonerischera Material 22 ausgefüllt ist. Durch diese Konstruktion erscheint die Wand des Balges insgesamt als eine zweilagige Konstruktion, sobald zwischen den Lagen eine elastomerische Masse eingelagert ist. Die elastonerische Zwischenlage verhindert den Kontakt zwischen den Bälgen und vermeldet eine Konzentration von Spannungsspitzen an best inerten Stellen des Balges. In diesem Fall kann als Zwischenlage Urethan verwendet werden. Auch hier ist darauf hinzuweisen, dass der Balg insgesamt auch aus »ehr als zwei Einzelbälgen bestehen kann.

Die Zahl der Ausbauchungen wird bestimmt durch den maximalen Winkel, die dl· Mittelachsen der Endflansche 12 und 13 einnehmen sollen und durch die Belastungscharakteristik des Materials. Wenn der Winkel zwischen den Mittelachsen der Endflansche 12 und 13 grosser wird, muss auch die Zahl der Ausr bauchungen vergrössert werden, um eine Uberbeanspruohung Jeder einzelnen Ausbauchung während der Drehung des Gelenkes zu vermeiden. Es ist Jedoch hler darauf hinzuweisen, dass die Anordnung von mehreren dünnen Bälgen, hergestellt aus relativ dünnem Material, einer solchen Beanspruchung besser widersteht als die Verwendung einer geringeren Zahl von dickeren Bälgen.

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Aussen ist die Kupplung rait einem Gummiüberzug 26 versehen, der den äusseren Balg uraschliesst. Dadurch wird nicht nur eine Schutzschicht verwendet sondern auch die Stabilität der Wellenkupplung erhöht. Eine zusätzliche Stabilität kann dadurch erreicht werden, dass das Innere des inneren Balges ganz oder zum Teil mit einem elastomerischen Material 27, oder auch mit Fiberglas oder ähnlichen ausgefüllt wird. Auch ist es möglich, eine Kugelgelenkkonstruktion innerhalb des inneren Balges anzuordnen.

US-79 / 1*. Oktober 1970

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Claims (6)

1. Patentans prüche

   1J Wellenkupplung, enthaltend zwei Endflansche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Endflanschen (12, 13) zumindest zwei zylindrische Bälge (l4, 16, 23, 24) angeordnet sind, wobei -der Raun zwischen den Bälgen mit elastomerischem Material (17, 22) ausgefüllt ist.
2. 2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bälge (14, 16, 23, 24) zueinander konzentrisch angeordnet sind.
3. 3. Wellenkupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellentäler bzw Bäuche der Bälge Jeweils ohne Verschiebung zueinander angeordnet sind (Fig. 1).
4. 4. Wellenkupplung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Wellentäler bzw Bäuche des Inneren Balges jeweils in entsprechende Abschnitte des äusseren Balges eingelegt sind (Fig. 2).
5. 5. Wellenkupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch- gekenn zeichnet, dass der äussere Balg an den Aussenflächen mit elastomerischem Material (26) belegt ist.
6. 6. Wellenkupplung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch g e k e η η τ zeichnet, dass das Innere des innersten Balges ganz oder teilweise mit elastomerischem Material (27) oder ähnlichem ausgefüllt ist.

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