DE2318629A1

DE2318629A1 - Zentriervorrichtung fuer wellenkupplungen o.dgl

Info

Publication number: DE2318629A1
Application number: DE2318629A
Authority: DE
Inventors: Robert E Stuemky
Original assignee: Gates Rubber Co
Current assignee: Gates Rubber Co
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1973-10-25
Also published as: US3779038A; BR7302812D0; IT983268B; FR2181380A5; CA977985A; GB1382549A; JPS4915843A; DE2318629B2

Description

DR.-ING. VON KRFISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL.-ING. SELTING

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

12. April 1975 Sg/rö

The Gates Rubber Company,

999 South Broadway, Denver, Colorado 80217 / USA*

Zentriervorrichtung für Wellenkupplungen o.dgl.

Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung für Wellenkupplungen o.dgl., mit zwei einander entgegengesetzten Endbereichen, von denen der eine ein Aufnahmeteil aufweist, in das ein vorstehender Ansatz des anderen Endbereiches zum Zwecke der Zentrierung hineingreift.

Derartige Zentriervorrichtungen bilden ein Zwangs-Rotationszentrum zwischen zwei Wellen und lassen dabei eine Winkel-Fehlausrichtung der Wellen zu, indem eine flexible Kupplung zwischen den Wellenenden vorhanden ist. - ■

Zentriervorrichtungen werden in flexiblen Wellenkupplungen verwendet, um ein gemeinsames Zwangs-Rotations-Zentrum für zwei zueinander fehl-ausgerichtete Wellen zu schaffen und um die Auslauf- und Gleichgewichtsschwierigkeiten möglichst geringzuhalten. Eine Zentriervorrichtung ist dort erforderlich, wo die Biegeelemente einer Kupplung nicht von sich aus ein kinematisches Zentrum bilden. Beispielsweise wird eine Zen-

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triervorrichtung normalerweise in. einer flexiblen Federkupplung oder einer Doppelkardankupplung benötigt. Die bekannten Zentriervorrichtungen enthalten eine Gelenkkugel an Ordnung, die im Bereich eines Konus eine unbegrenzte Winkelbewegung erlaubt.

Während die bekannten Zentriervorrichtungen hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens ausreichend sind, haben sie Nachteile beim Zusammenbau und erfordern normalerweise den Einsatz separater Dichtungseinrichtungen, um ein etwa benötigtes Schmiermittel zurückzuhalten. Ausserdem ist die Fertigung der Kugelgelenke an sich teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und billige Zentriervorrichtung für flexible Kupplungen zu schaffen, deren Zusammenbau keine Schwierigkeiten bereitet und bei der gleichzeitig für eine Schmiermittelabdichtung gesorgt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einer Zentriervorrichtung der eingangs genannten Art in dem Aufnahmeteil des einen Endbereiches ein Elastomer-Ring angeordnet ist, durch den hindurch sich ein zylindrischer Zapfen, der mit dem anderen Endbereich verbunden ist, erstreckt, daß Mittel zum Festlegen des Elastomer-Ringes innerhalb des Aufnahmebereiches vorgesehen sind, und daß der Elastomer-Ring eine solche Härte besitzt, daß er den zylindrischen Zapfen radial positioniert.

Gemäß der Erfindung ist in eine Lagerbüchse, die im Inneren als Hülse oder rohrformiges Teil ausgebildet ist, ein Elastomer-Ring eingesetzt. Durch den Elastomer-

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Ring hindurch erstreckt sich ein zylindrischer Zapfen in die Hülse hinein. Dieser Zapfen wird radial von dem Ring abgestutzt.- Eine Winkelv er Schiebung des Zapfens bezogen auf die Lagerbuchse wird unter Verformung des Elastomer-Ringes ermöglicht.

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Im folgenden werden einige Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt einer mit der erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung ausgestatteten Wellenkupplung,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 1 durch eine weitere Aus filhrungs form der Erfindung, und

Fig. 3 zeigt einen Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 1 durch eine dritte Aus filhrungs form bei einer anderen Anwendung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Zentriervorrichtung 10 für ein flexibles Kupp lungs st lick 12 vorgesehen. Die flexible Kupplung 12 ist im wesentlichen axial zwischen den Enden zweier Wellen 14, 16 beliebiger Konfiguration angeordnet und mit diesen Wellen verbunden. Der Anschluß der VeIlen an die Kupplung kann in jeder beliebigen geeigneten Befestigungs- oder Schweißtechnik erfolgen. Die Wellen sind mit den Endbereichen 18, 20 der Kupplung verbunden. Zwischen den Endbereichen erstreckt sich ein flexibles Element zur übertragung von Drehmomenten. Das flexible Element 22 ist vorzugsweise als elastisches Verbindungsglied derart ausgebildet wie in der DT-OS 2 132 9l8 beschrieben. Bei einem solchen Verbindungsglied sind mehrere mit gegenseitigem Abstand konzentrisch angeordnete Schraubenfeder mit zueinander entgegengesetzt gerichteten Windungen in eine etwa hohlzylindrische Matrize aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Gummi, haftend eingebettet. Beispiele anderer flexibler Elemente

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und Endbereiche sind in den US-Patentschriften 3*347,06l und 2,621,67^ beschrieben.

Von einem Endbereich l8 steht eine Lagerbüchse 24 ab, deren Inneres wie eine birnenförmig erweiterte Hülse 26 ausgebildet ist. Die Lagerbüchse 24 kann auch an den Endbereich l8 angesetzt sein. In der Hülse 26 ist eine Ringnut 28 angeordnet, die dazu dient, einen Elastomer-Ring 30 festzuhalten. Eine derartige Ringnut zur Aufnahme des Elastomer-Ringes wird wegen ihrer Einfachheit bevorzugt, obwohl sich grundsätzlich auch andere konstruktive Mittel eignen, den Elastomer-Ring zu positionieren bzw. festzuhalten. Der Elastomer-Ring 30 kann Jede beliebige Form haben, die komplementär zur Ringnut 28 oder den anderen Haltemitteln ist. Er erstreckt sich radial aus der Hülsenwandung heraus. Derjenige Bereich des Elastomer-Ringes, der von der Ringnut 28 aus radial nach innen zeigt, kann ebenfalls jede gewünschte Form erhalten. Beispielsweise können ovale, dreieckige oder rechtwinklige Querschnitte oder Kombinationen derartiger Querschnitte verwendet werden.

Für den Ring 30 können verschiedene elastomere Materialien wie Kunststoff, Gummi oder Polyurethan verwendet werden. Das Material darf nicht spröde sein, ist jedoch vorzugsweise halbhart und ergibt auf dem Härteprüfer eine Shore-Härte im Bereich der oberen Α-Skala. Insbesondere bevorzugt man ein Material, das eine Shore-Härte von mindestens 90 bei 25° C auf der Α-Skala des Härteprüfers aufweist. Ein derartiges Material ist beispielsweise ein Polyurethan, das unter dem Handelsnamen ^BDesogrin" von der Firma Desogrin Industries vertrieben wird.

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Von dem gegenüberliegendöiEndbereleh 20 steht ein Zapfen 32 oder ein zylindrisches Teil axial ab, welches durch den Elastomer-Ring 30 hindurch in die Hülse 26 ragt. Der Zapfendurchmesser ist geringfügig großer als der Innendurchmesser des Ringes 30. Dies führt dazu, daß "der Ring bei eingesetztem Zapfen verformt wird. Der Ring 30 bildet eine Radlalabstützung für den Zapfen. Vorzugsweise wird ein Schmiermittel in die Hülse eingebracht, bevor der Zapfen 32 eingesetzt wird. Dies Ist jedoch nicht unbedingt nötig. Das Schmiermittel wird dem Ring konstant zugeführt, und der Ring 30 entfaltet eine Doppelwirkung als Dichtung, indem er das Schmiermittel in der Hülse 26 zurückhält.

An dieser Stelle sollten noch einmal die besonderen Vorteile beim Zusammenbau der Zentriervorrichtung; 10 erwähnt werden, die sich durch die Erfindung ergeben. Es genügt, den Ring 30 in die Ringnut 28 * einzusetzen, Schmiermittel in die Hülse 26 einzubringen und den Zapfen durch den Ring 30 hindurchzuschieben. Ineinander eingreifende und ineinander einrastende Teile, wie sie normalerweise bei Zentrlervorrichtungen mit Kugelgelenken verwendet werden, und bei denen eine Vormontage der Vorrichtung durchgeführt werden muß, bevor die Endbereiche und das flexible Element zusammengesetzt werden, sind nicht vorhanden. Mach der Erfindung können die Endbereiche, das Zentrlertell und das flexible Element gleichzeitig zusammengesetzt werden. Das Zentrierteil wird lediglich als Blindeinsatz montiert.

Wenn eine flexible Kupplung 12 unter Verwendung der Zentrlervorrichtung 10 verwendet werden soll, werden die Endbereiche l8, 20 der Kupplung an die getrennten drehbaren Wellen 14, l6 angesetzt. Die Wellen sind axial frei und

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können sich zueinander im Winkel verschieben, wodurch das flexible Element 22 verformt wird. Gleichzeitig wird die Lagerbüchse 24 gegenüber dem Zapfen 32 im Winkel versetzt, da die Lagerbüchse und der Zapfen an ihren jeweiligen Endbereichen l8, 22 starr befestigt sind. Der Elastomer-Ring 30 wird in Anpassung an die Relativbewegung zwischen der Lagerbüchse 24 und dem Zapfen 32 verformt. Der Elastomer-Ring 30 stützt den Zapfen 32 weiterhin auch während seiner Verformung und bildet dabei ein zwangsläufiges gemeinsames Rotationszentrum für die Wellen 14 und 16. Die birnenförmige Innenkontur der Hülse 26 ist in Anpassung an die Taumelbewegung des Zapfenendes während der Winkelauslenkung gewählt.

In Pig. 2 ist eine Ausführungsform einer Zentriervorrichtung 3^ für eine Wellenkupplung dargestellt, die ähnlich derjenigen der Fig. 1 ausgebildet ist. Die Hülse ist durch ein rohrförmiges Teil' 26 und der Zapfen durch ein Zylinderteil 38 ersetzt, so daß sich eine geänderte Konstruktionsform ergibt. Außerdem wird ein Elastomer-Ring 40 mit anderem Querschnitt verwendet. Die Zentriervorrichtung 34 arbeitet in der oben schon anhand von Fig. 1 erläuterten Weise.

Die Zentriervorrichtung kann auch in Ge-lenkkupplungen verwendet werden, bei denen ein festes kinematisches Zentrum nicht definiert ist. Beispielsweise kann die Zentriervorrichtung 42 in einem Doppel-Kardangelenk gemäß Fig. 3 verwendet werden. Das erste Querglied 44 und das zweite Querglied 46 sind mit einem Kupplungs-Gabelgelenk 48 verbunden und bilden ein flexibles Element. Die Zentriervorrichtung wird dazu benötigt, die ^Gelenkbiegung gleichmäßig zwischen dem ersten Querglied und dem zweiten

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Querglied zu verteilen. Die Zentriervorrichtung 42 nach der Erfindung ist zwischen den Gabelgelenken 50, 52 der beiden Querglieder 44, 46 angeordnet. Ein Gabelgelenk 50 bildet eine Hülse 54, während das andere Gabelgelenk einen Zapfen 56 aufweist. Die Zentriervorrichtung arbeitet ähnlich wie diejenige, die anhand von Fig. 1 beschrieben ist. -

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Claims

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_ α Ansprüche

( 1.) Zentriervorrichtung für Wellenkupplungen o.dgl., mit zwei einander entgegengesetzten Endbereichen, von denen der eine ein Aufnahmeteil aufweist, in das ein vorstehender Ansatz des anderen Endbereiches zum Zwecke der Zentrierung hineingreift, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Aufnahmeteil des einen Endbereiches (l8) ein Elastomer-Ring (30) angeordnet ist, durch den hindurch sich ein zylindrischer Zapfen (32), der mit dem anderen Endbereich (20) verbunden ist, erstreckt, daß Mittel (28) zum Pestlegen des Elastomer-Ringes (30) innerhalb des Aufnahmebereiches vorgesehen sind, und daß der Elastomer-Ring eine solche Härte besitzt, daß er den zylindrischen Zapfen (32) radial positioniert.
2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Aufnahmebereich hinter dem Elastomer-Ring (30) ein Schmiermittel befindet.
3. Zentriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomer-Ring (30) außerdem eine Dichtung zwischen der den Aufnahmebereich begrenzenden Hülse (26) und dem Zapfen (32) bildet, durch die das in der Hülse (26) befindliche Schmiermittel zurückgehalten wird.

h. Zentriervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung bei einem Doppel-Kardangelenk (Fig. 3)·

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