DE20306231U1 - Membrane coupling for articulated connection of torque transmitting machine parts has membrane with inner area connectable with one machine part and outer area connectable with other machine part - Google Patents
Membrane coupling for articulated connection of torque transmitting machine parts has membrane with inner area connectable with one machine part and outer area connectable with other machine partInfo
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Abstract
Description
70182/si/br70182/si/br
GebrauchsmusteranmeldungUtility model application
KTR Kupplungstechnik; GmbH, Rodder Damm 170, 48432 RheineKTR Coupling Technology; GmbH, Rodder Damm 170, 48432 Rheine
MembrankupplungDiaphragm coupling
Die Erfindung betrifft eine Membrankupplung zur gelenkartigen Verbindung von drehmomentübertragenden Maschinenteilen mit einer Membran, an deren Innenbereich das eine Maschinenteil und an deren Außenbereich das andere Maschinenteil angesetzt ist.The invention relates to a diaphragm coupling for the articulated connection of torque-transmitting machine parts with a diaphragm, to the inner area of which one machine part is attached and to the outer area of which the other machine part is attached.
Membrankupplungen sind eine Untergruppe der Scheibenkupplungen. Scheibenkupplungen sind in ihrer ursprünglichen Form mit Flanschen versehene Naben, die auf die Wellenenden aufgezogen und gegen Verdrehung durch Paßfedern gesichert sind. Die Drehmomentübertragung erfolgt durch Reibschluß der stirnseitig verspannten Scheiben. Der Anpreßdruck wird durch Schrauben auf einem Lochkreis aufgebracht. Diese Scheibenkupplungen ermöglichen eine spielfreie und drehsteife Drehmomentübertragung von Antriebsmaschinen, wie Elektromotoren, Verbrennungsmotoren, Turbinen und Hydraulikmotoren auf Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Generatoren, Verdichter, Getriebe, Pumpen und dergleichen. Scheibenkupplungen sind wartungsfrei, haben eine hohe Temperaturbeständigkeit und sind unempfindlich gegen Verschmutzung. Aufgrund ihres starren Aufbaus führen aberDiaphragm couplings are a subgroup of disc couplings. In their original form, disc couplings are hubs with flanges that are pulled onto the shaft ends and secured against twisting by keys. The torque is transmitted by frictional engagement of the discs clamped at the front. The contact pressure is applied by screws on a bolt circle. These disc couplings enable a backlash-free and torsionally rigid torque transmission from drive machines such as electric motors, combustion engines, turbines and hydraulic motors to working machines such as generators, compressors, gears, pumps and the like. Disc couplings are maintenance-free, have a high temperature resistance and are insensitive to dirt. Due to their rigid structure, however, they lead to
schon geringfügige Verlagerungen zu Zusatzbeanspruchungen in der Kupplung und den Lagerstellen der angebauten Maschinen.Even minor shifts can lead to additional stresses in the coupling and the bearings of the attached machines.
Um axiale und winkelige Flexibilität zu ermöglichen, wird die Scheibe als biegeelastische Membrane ausgeführt. Hierdurch erhält die Scheibenkupplung eine axiale und winkelige Flexibilität und ermöglicht so den Ausgleich und Winkel- und Axialversatz der miteinander zu verbindenden Maschinenteile. Dabei müssen die als Membrane ausgebildeten Scheiben sowohl die bei den axialen Verlagerungen als auch bei winkeligen Verlagerungen auftretenden Verformungen aufnehmen. Beide Verformungsarten führen zusätzlich zu der durch das Drehmoment verursachten Beanspruchung zu weiterer hoher Beanspruchung der Membran und reduzieren die erforderliche Lebensdauer der Kupplung. Bei Anwendungsfällen mit hohen axialen und winkeligen Verlagerungen ist die Verlagerungsfähigkeit bekannter Scheibenkupplungen oder Membrankupplungen nicht immer ausreichend.In order to enable axial and angular flexibility, the disc is designed as a flexible membrane. This gives the disc coupling axial and angular flexibility and thus enables the compensation and angular and axial offset of the machine parts to be connected. The discs designed as membranes must absorb the deformations that occur during both axial displacements and angular displacements. In addition to the stress caused by the torque, both types of deformation lead to further high stress on the membrane and reduce the required service life of the coupling. In applications with high axial and angular displacements, the displacement capacity of known disc couplings or membrane couplings is not always sufficient.
Eine Membrankupplung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus dem Gebrauchsmuster G 91 01 314.3 und dem Gebrauchsmuster G 80 19 851.2 bekannt. Eine weitere Membrankupplung ist aus dem Gebrauchsmuster G 83 37 492.2 bekannt.A diaphragm coupling of the type mentioned above is known, for example, from utility model G 91 01 314.3 and utility model G 80 19 851.2. Another diaphragm coupling is known from utility model G 83 37 492.2.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in der Lage ist, hohe axiale und winkelige Verlagerungen aufzunehmen.The invention is based on the object of creating a coupling of the type mentioned at the beginning which is able to absorb high axial and angular displacements.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Membrankupplung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with a diaphragm coupling having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Bei einer Membrankupplung zur gelenkartigen Verbindung von drehmomentübertragenden Maschinenelementen mit einer Membran, an deren Innenbereich das eine Maschinenteil und an deren Außenbereich das andere Maschinenteil angesetzt ist, ist es erfindungswesentlich, daß am Außenbereich in zwei oder mehr Abschnitten Stege zur Verbindung des Außenbereichs mit dem Innenbereich angesetzt sind, daß der Innenbereich auf einem Tragsteg angeordnet ist, wobei die Länge des Tragsteges kleiner ist als der Durchmesser der Membran und daß die am Außenbereich ansetzenden Stege sekantiell mit dem Tragsteg verbunden sind. Auf diese Weise wird eine Membrankupplung zur drehsteifen Drehmomentübertragung und zum Ausgleich großer winkeliger und axialer Verlagerungen der zu verbindenden Maschinenteile geschaffen. Unter der sekantiellen Ausrichtung der Stege ist eine winkelige, nicht radiale Ausrichtung der Stege zu verstehen, wobei die Stege vom Außenbereich der Membrankupplung zu einem Endbereich des Tragstegs geführt sind. Der Endbereich des Tragstegs ist benachbart zum Außenbereich der Membran, aber nicht mit diesem verbunden.In a membrane coupling for the articulated connection of torque-transmitting machine elements with a membrane, to the inner area of which one machine part is attached and to the outer area of which the other machine part is attached, it is essential to the invention that webs are attached to the outer area in two or more sections to connect the outer area to the inner area, that the inner area is arranged on a support web, the length of the support web being smaller than the diameter of the membrane and that the webs attached to the outer area are connected secantally to the support web. In this way, a membrane coupling is created for torsionally rigid torque transmission and for compensating for large angular and axial displacements of the machine parts to be connected. The secantial alignment of the webs is to be understood as an angular, non-radial alignment of the webs, with the webs being guided from the outer area of the membrane coupling to an end area of the support web. The end area of the support web is adjacent to the outer area of the membrane, but not connected to it.
Bevorzugt sind am Außenbereich zwei sich gegenüberliegende Abschnitte angeordnet, an denen jeweils zwei Stege zur Verbindung des Außenbereichs mit dem Innenbereich angesetztPreferably, two opposing sections are arranged on the outside area, to each of which two webs are attached to connect the outside area with the inside area.
sind. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind am Außenbereich mit gleichen Abständen zueinander drei Abschnitte vorgesehen, an denen jeweils zwei Stege zur Verbindung des Außenbereichs mit dem Innenbereich angesetzt sind.In another preferred embodiment, three sections are provided at the outer area at equal distances from one another, to each of which two webs are attached to connect the outer area with the inner area.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind an jedem der beiden Abschnitte des Außenbereichs zwei Stege angesetzt. Insgesamt sind daher also insgesamt vier Stege vom Außenbereich zum Innenbereich geführt. Dabei ist es günstig, daß zwischen den zwei am Außenring angesetzten Stegen ein Winkel von 90° ist. Die Membran ist bevorzugt symmetrisch aufgebaut. Die Membran ist punktsymmetrisch zu ihrem Mittelpunkt. Die Membran ist auch achssymmetrisch zu zwei um 90° versetzten Achsen.In a preferred embodiment of the invention, two webs are attached to each of the two sections of the outer region. In total, therefore, four webs are led from the outer region to the inner region. It is advantageous that there is an angle of 90° between the two webs attached to the outer ring. The membrane is preferably constructed symmetrically. The membrane is point-symmetrical to its center. The membrane is also axially symmetrical to two axes offset by 90°.
Bei der Ausführung mit drei Abschnitten am Außenbereich, an denen jeweils zwei Stege ansetzen, ist die Membran punktsymmetrisch zum Mittelpunkt und achssymmetrisch zu drei jeweils um 60° zueinander versetzte Achsen, die jeweils mittig durch einen der am Außenrand angesetzten Abschnitte verlaufen. Der Tragsteg ist dreiarmig ausgebildet, wobei jeweils ein Arm des Tragstegs gegenüberliegend zu einem der äußeren Abschnitte angeordnet ist.In the design with three sections on the outside, each of which has two webs attached, the membrane is point-symmetrical to the center and axially symmetrical to three axes that are offset by 60° from each other and that each run through the middle of one of the sections attached to the outer edge. The support web has three arms, with one arm of the support web being arranged opposite one of the outer sections.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Membran mit den Stegen und dem Tragstück einstückig ausgebildet. Die Membran und die Stege sind bevorzugt aus Federstahl hergestellt.In another preferred embodiment, the membrane is formed in one piece with the webs and the support piece. The membrane and the webs are preferably made of spring steel.
Die Länge des Tragsteges ist bevorzugt nur unwesentlich kleiner als der Durchmesser der Membran. Die Länge des Tragsteges ist insbesondere länger als der Radius der Membran. Der Tragsteg endet unmittelbar benachbart zu den Außenbereichen mit nur einem kleinen verbleibenden Spalt, so daß Dreh- und Schwingbewegungen berührungsfrei möglich sind, andererseits jedoch der Tragsteg möglichst groß ausgebildet ist. Der Tragsteg ist günstigerweise senkrecht zur gedachten Linie zwischen den sich gegenüberliegenden Abschnitten des Außenbereichs, an dem die Stege ansetzen, ausgerichtet. Der Tragring ist bevorzugt breiter als die Stege. Bevorzugt sind die Stege und der Tragsteg so ausgebildet, daß die zwischen dem Tragsteg und zwei Stegen verbleibende Ausnehmung die Form eines abgerundeten Dreiecks hat, wobei bevorzugt eine Grundseite des Dreiecks nach innen eingebaucht ist, so daß das Dreieck pfeilartig ausgebildet ist.The length of the support web is preferably only slightly smaller than the diameter of the membrane. The length of the support web is in particular longer than the radius of the membrane. The support web ends immediately adjacent to the outer areas with only a small remaining gap so that rotational and oscillating movements are possible without contact, but on the other hand the support web is as large as possible. The support web is advantageously aligned perpendicular to the imaginary line between the opposing sections of the outer area where the webs start. The support ring is preferably wider than the webs. The webs and the support web are preferably designed such that the recess remaining between the support web and two webs has the shape of a rounded triangle, with one base of the triangle preferably being bulged inwards so that the triangle is arrow-shaped.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Befestigung der drehmomentübertragenden Maschinenteile mit reibschlüssigen Schraubverbindungen vorgenommen. Dabei ist an dem Innenbereich der Membran günstigerweise die abtriebsseitige Maschinenwelle angeordnet, und an dem Außenbereich der Membran ist die Antriebsmaschine reibschlüssig angeschraubt. Die die Membran bildende Kupplungsscheibe kann als einzelne Scheibe, bevorzugt jedoch aus mehreren geschichteten Scheiben gebildet sein.In another preferred embodiment of the invention, the torque-transmitting machine parts are attached using frictionally engaged screw connections. The output-side machine shaft is advantageously arranged on the inner area of the membrane, and the drive machine is screwed to the outer area of the membrane using frictional engagement. The clutch disk forming the membrane can be formed as a single disk, but preferably from several layered disks.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im einzelnen zeigen die Darstellungen in:The invention is explained in more detail below using a preferred embodiment shown in the schematic drawing. The illustrations show in detail:
Fig. 1: eine perspektivische Darstellung der Kupplung;Fig. 1: a perspective view of the coupling;
Fig. 2: eine Stirnansicht der Kupplung gemäß Fig. 1;Fig. 2: a front view of the coupling according to Fig. 1;
Fig. 3: einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2;Fig. 3: a section along the line A-A according to Fig. 2;
Fig. 4: eine Explosionsansicht der Kupplung gemäß Fig. 1;
undFig. 4: an exploded view of the coupling according to Fig. 1;
and
Fig. 5: eine Stirnansicht einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Membran einer Membrankupplung. Fig. 5: a front view of a second embodiment
a membrane of a membrane coupling according to the invention.
In den Figuren 1 und 2 ist eine perspektivische Ansicht der Kupplung und eine Stirnansicht der erfindungsgemäßen Kupplung 1 dargestellt. Die Membrankupplung 1 weist einen Außenbereich 2 und einen Innenbereich 3 auf. An dem Innenbereich 3 ist mit Hilfe der Schrauben 14 eine Nabe 4 zur Verbindung mit einer abtriebsseitigen Maschinenwelle angeordnet. Im Außenbereich 2 ist die Membrankupplung 1 reibschlüssig mit Hilfe der Schrauben 15 an die Antriebsmaschine angeschraubt. Die Membrankupplung 1, insbesondere die Membran 18, weist zwei am Außenbereich 2 angeordnete Abschnitte 5 und 6 auf, die sich gegenüberliegen, also bei der kreisförmigen Membrankupplung 1 im Winkel vonFigures 1 and 2 show a perspective view of the coupling and a front view of the coupling 1 according to the invention. The membrane coupling 1 has an outer region 2 and an inner region 3. A hub 4 for connection to a machine shaft on the output side is arranged on the inner region 3 with the aid of the screws 14. In the outer region 2, the membrane coupling 1 is screwed to the drive machine in a frictionally locking manner with the aid of the screws 15. The membrane coupling 1, in particular the membrane 18, has two sections 5 and 6 arranged on the outer region 2, which are opposite one another, i.e. in the case of the circular membrane coupling 1 at an angle of
180° zueinander beabstandet sind. Ausgehend von diesen beiden Abschnitten 5 und 6 sind jeweils zwei Stege 7 und 8 bzw. 9 und 10 angeordnet, die sich nicht radial, sondern sekantiell in Richtung eines Tragsteges 11 erstrecken. Der Tragsteg 11 nimmt den zentralen Innenbereich 3 der Membran 18 auf, auf dem mittels Schrauben 14 die Nabe 4 montiert ist. Der Tragsteg 11 erstreckt sich über den Innenbereich 3 hinaus bis dich benachbart zu dem ringförmigen Außenbereich 2. Die äußeren Enden des Tragsteges 11 sind mit kurzem Abstand zu dem ringförmigen Außenbereich oder Außenring angeordnet, so daß der Tragsteg 11 sich frei bewegen kann und nicht an den Außenring anstößt. Die Stege 7, 8, 9 und 10 sind zu den äußeren Enden des Tragsteges 11 geführt, so daß die Elastizität des Federstahls innerhalb des durch den Außenbereich 2 definierten Raumes maximal ausgenutzt werden kann. Die Stege 7 und 8 treffen im Abschnitt 6 unter einem Winkel von 90° aufeinander. Ebenso treffen die Stege 9 und 10 im Abschnitt 5 unter einem Winkel von 90° aufeinander. Zwischen den Stegen 7 und 8 ist auf diese Weise ein gleichschenkliges, rechtwinkeliges Dreieck gebildet, dessen Hypotenuse aufgrund des Innenbereichs 3 kurvenförmig ins Dreieck hinein ausgebildet ist, so daß insgesamt die zwischen den Stegen befindliche Ausnehmung 12 als abgerundetes, pfeilförmiges Dreieck ausgebildet ist. In gleicher Weise ist das Dreieck 13 zwischen den Stegen 9 und 10 ausgebildet. Der Übergang zwischen den Stegen 7 und 9 und dem Tragsteg 11 istare spaced 180° from one another. Starting from these two sections 5 and 6, two webs 7 and 8 or 9 and 10 are arranged, which extend not radially but secantally in the direction of a support web 11. The support web 11 accommodates the central inner region 3 of the membrane 18, on which the hub 4 is mounted by means of screws 14. The support web 11 extends beyond the inner region 3 until it is adjacent to the annular outer region 2. The outer ends of the support web 11 are arranged a short distance from the annular outer region or outer ring, so that the support web 11 can move freely and does not abut the outer ring. The webs 7, 8, 9 and 10 are guided to the outer ends of the support web 11, so that the elasticity of the spring steel within the space defined by the outer region 2 can be utilized to the maximum. The webs 7 and 8 meet at an angle of 90° in section 6. The webs 9 and 10 also meet at an angle of 90° in section 5. In this way, an isosceles, right-angled triangle is formed between the webs 7 and 8, the hypotenuse of which is curved into the triangle due to the inner area 3, so that the recess 12 between the webs is formed as a rounded, arrow-shaped triangle. The triangle 13 between the webs 9 and 10 is formed in the same way. The transition between the webs 7 and 9 and the supporting web 11 is
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fließend und abgerundet ausgebildet, so daß die seitliche Ausnehmung 16 die Form einer gebogenen Doppelkeule aufweist. Die gegenüberliegende Ausnehmung 17 ist in gleicher Weise ausgebildet.flowing and rounded, so that the lateral recess 16 has the shape of a curved double lobe. The opposite recess 17 is designed in the same way.
In Fig. 3 ist eine Schnittansicht entsprechend der Ansicht A-A in Fig. 2 dargestellt. Im Außenbereich 2 ist unten die Schraube 15 dargestellt, die antriebsseitig mit der Antriebsmaschine 28 verbunden ist, so daß mit Hilfe der Schraube 15 eine reibschlüssige Verbindung gebildet ist. Im Innenbereich 3 wird mit Hilfe der Schrauben 14 eine reibschlüssige Verbindung der Nabe 4 mit dem Innenbereich 3 der Membran hergestellt. In der Membran sind der obere, im Außenbereich 2 angeordnete Abschnitt 5, die Ausnehmung 13, der Innenbereich 3, die untere Ausnehmung 12 sowie der untere Abschnitt 6 des Außenbereichs 2 zu erkennen.Fig. 3 shows a sectional view corresponding to view A-A in Fig. 2. In the outer region 2, the screw 15 is shown at the bottom, which is connected to the drive machine 28 on the drive side, so that a frictional connection is formed with the help of the screw 15. In the inner region 3, a frictional connection of the hub 4 with the inner region 3 of the membrane is established with the help of the screws 14. In the membrane, the upper section 5 arranged in the outer region 2, the recess 13, the inner region 3, the lower recess 12 and the lower section 6 of the outer region 2 can be seen.
In Fig. 4 ist eine Explosionsansicht einer Membrankupplung dargestellt. Die Membrankupplung 1 ist aus der Membran 18 und der Nabe 4 zusammengesetzt, wobei im Tragsteg 11 Ausnehmungen für hier sechs Schrauben 14 vorgesehen sind, die durch die Membran und entsprechende Ausnehmungen in der Nabe geführt sind und dort mit Muttern 24 gehalten sind.Fig. 4 shows an exploded view of a diaphragm coupling. The diaphragm coupling 1 is composed of the diaphragm 18 and the hub 4, with recesses in the support web 11 being provided for six screws 14, which are guided through the diaphragm and corresponding recesses in the hub and are held there with nuts 24.
In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Membran 18 dargestellt. Hier weist die Membran 18 einen Tragsteg 11 mit drei um 120° zueinander versetzten Armen 23, 24 und 25 auf, und am Außenbereich 2 der Membran 18 der Membrankupplung 1 sind insgesamt drei BereicheFig. 5 shows a second embodiment of a membrane 18 according to the invention. Here, the membrane 18 has a support web 11 with three arms 23, 24 and 25 offset by 120° from one another, and on the outer region 2 of the membrane 18 of the membrane coupling 1, a total of three areas
5, 6, 20 vorgesehen, an denen jeweils zwei Stege 9, 10, 7, 8, 21 und 22 ansetzen, die sich sekantiell vom Außenbereich zu den Armen 23, 24, 25 des Tragsteges erstrecken. Auch hier sind zwischen den Stegen und dem Außenbereich Ausnehmungen 16 in Form einer gebogenen Doppelkeule ausgebildet und zwischen den Stegen und dem Innenbereich Ausnehmungen in Form eines insbesondere an der Grundseite abgerundeten Dreiecks ausgebildet. Die Arme 23, 24, 25 des Tragsteges erstrecken sich bis dicht an den Außenbereich 2 der Membran 18.5, 6, 20 are provided, to each of which two webs 9, 10, 7, 8, 21 and 22 are attached, which extend secantally from the outer region to the arms 23, 24, 25 of the supporting web. Here too, recesses 16 in the form of a curved double lobe are formed between the webs and the outer region, and recesses in the form of a triangle, particularly rounded on the base, are formed between the webs and the inner region. The arms 23, 24, 25 of the supporting web extend close to the outer region 2 of the membrane 18.
Claims (16)
daß am Außenbereich (2) in zwei oder mehr Abschnitten (5, 6) Stege (7, 8, 9, 10) zur Verbindung des Außenbereichs (2) mit dem Innenbereich (3) angesetzt sind,
daß der Innenbereich (3) auf einem Tragsteg (11) angeordnet ist, wobei die Länge des Tragsteges (11) kleiner ist als der Durchmesser der Membran und
daß die am Außenring ansetzenden Stege (7, 8, 9, 10) sekantiell mit dem Tragsteg (11) verbunden sind. 1. Diaphragm coupling for the articulated connection of torque-transmitting machine parts with a diaphragm, the inner area of which can be connected to one machine element and the outer area of which can be connected to the other machine element, characterized in that
that webs ( 7 , 8 , 9 , 10 ) are attached to the outer area ( 2 ) in two or more sections ( 5 , 6 ) to connect the outer area ( 2 ) with the inner area ( 3 ),
that the inner region ( 3 ) is arranged on a support web ( 11 ), the length of the support web ( 11 ) being smaller than the diameter of the membrane and
that the webs ( 7 , 8 , 9 , 10 ) attached to the outer ring are secantally connected to the supporting web ( 11 ).
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| DE20306231U DE20306231U1 (en) | 2003-04-19 | 2003-04-19 | Membrane coupling for articulated connection of torque transmitting machine parts has membrane with inner area connectable with one machine part and outer area connectable with other machine part |
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Publications (1)
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- 2003-04-19 DE DE20306231U patent/DE20306231U1/en not_active Expired - Lifetime
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