DE2530389C3 - Wellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung mit mindestens einem halbreifenförmigen elastischen Kupplungsglied, das mit Verstärkungseinlagen versehen ist, die um zwei axial zueinander versetzte Ringe verschiedenen Durchmessers herumgelegt und in elastisches Material eingebettet sind.

Kupplungsglieder dieser Art sind bekannt (DE-PS 70 051). Bei diesen Kupplungsgliedern sind Drahtgeflechte als Verstärkungseinlagen vorgesehen, die zur Herstellung der Kupplungsglieder in die Formen zur Vulkanisierung der Halbreifen eingelegt werden. Diese Herstellungsart ist sehr aufwendig und die elastischen Eigenschaften solcher Kupplungsglieder sind wegen der verwendeten Drahtgeflechte nicht sehr gut

Man hat daher elastische Kupplungsglieder auch schon dadurch hergestellt, daß zunächst Einlagestreifen in Form von elastischen Fäden zwischen zwei Metallringen aufgewickelt werden, die konzentrisch zueinander angeordnet sind (DE-GM 71 31 724). Vor dem Einvulkanisieren wird dann der äußere Ring entfernt oder seine Lage verändert, so daß die Fäden sich der späteren, schalenförmigen Form des gummielastischen Kupplungsgliedes anpassen. Dieses Kupplungsglied kann dann zwischen zwei Flanschen eingespannt werden, so daß die gewünschte Wellenkupplung erreicht wird. Diese Kupplungsglieder sind sehr drehelastisch, weisen aber den Nachteil auf, daß sie zur Übertragung von höheren Drehmomenten nicht ohne weiteres eingesetzt werden können, weil bei einer zu starken Verdrehung des äußeren Ringteiles gegenüber dem inneren der Ring seine ursprüngliche Form verliert und unter dem Krafteinfluß zerstört werden kann. Dazu

ίο kommt, daß das Einlegen der Gewebefäden in die Form zum Ausvulkanisieren nicht in allen Fällen so vorgenommen werden kann, daß die Fäden anschließend alle gleichmäßig innerhalb des elastischen Materials verteilt sind. Auch dadurch entstehen im Reifen Unregelmäßigkeiten, die zu einem vorzeitigen Defektwerden führen können.

Es sind auch scheibenringförmige elastische Kupplungselemente bekanntgeworden (DE-OS 22 51 236), bei denen dieses Problem nicht auftritt, denn dort werden die eingelegten Fäden nur radial zwischen zwei konzentrisch zueinander angeordneten Ringen gewikkelt Der Nachteil dieser Ausführungsform ist aber wiederum darin zu sehen, daß sie nicht die Elastizität wie die bekannten reifenförmigen Kupplungsglieder aufweisen und auch beispielsweise eine Verbindung von zwei Wellenzapfen ohne Anordnung besonderer Flansche nicht ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wellenkupplung so auszubilden, daß die eingangs erwähnten Vorteile schalen- bzw. halbreifenförmiger Kupplungselemente erreicht werden können, ohne daß Schwierigkeiten beim Einbringen der Einlagestreifen auftreten oder beim Einsatz für höhere Drehmomente ein vorzeitiger Bruch des Reifens zu erwarten ist.

Die Erfindung besteht bei einer Wellenkupplung der eingangs genannten Art darin, daß die Verstärkungseinlagen als Einlagestreifen in der Form von Fäden oder Gewebebändern ausgebildet sind und zwischen den Ringen kreuzweise und in gestreckter Lage aufgewikkelt sind. Durch diese Ausgestaltung befinden sich alle Gewebestreifen in gestreckter Lage im elastischen Material eingebettet, so daß sie alle bei auftretenden Drehmomenten und Verdrehungen auf Zug beansprucht werden und sich fest an die Ringe anlegen. Es lassen sich dadurch sehr hohe Drehmomente mit einem solchen Kupplungsglied übertragen. Das neue Kupplungsglied zeichnet sich auch durch eine einfache Herstellung aus, weil die aufgewickelten Gewebestreiso fen beim Einlegen in die Vulkanisierform nicht mehr in eine andere Lage gebracht werden müssen.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Einlagestreifen im Zick-Zack in Umfangsrichtung verlaufend angeordnet sind, wobei jeder Strang zwischen den Ringen unter einem spitzen Winkel zu dem zugeordneten Radius verläuft. Auf diese Weise kann ein Gewebestreifen kontinuierlich um den gesamten Umfang beider Ringe gewickelt werden, wobei sich auch der Vorteil ergibt, daß die Länge der zwischen den einzelnen Ringen verlaufenden Strangteile größer ist als wenn die Wicklung nur in radialer Richtung vorgenommen wäre. Es ist bei dieser Ausführungsform auch möglich, mindestens zwei Einlagestreifen unter gegenläufigem Winkel auf die Ringe aufzuwickeln, so daß auf diese Weise auch die von den Streifen auf die Ringe ausgeübten Kippkräfte gegenseitig aufgehoben werden können. Es wird lediglich notwendig, die beiden Ringe im vorgewählten

Abstand zu halten, so daß nach dem Wickeln bereits der fertige Einsatz für das Einbetten in elastisches Material vorliegt Mit dieser Ausgestaltung ist es auch möglich, mehrere Lagen von Einlagestreifen übereinander aufzuwickeln, wobei die Ausgestaltung auch so getroffen werden kann, daß die zweite Lage erst ab einem bestimmten Verdrehwinkel zur Wirkung kommt, so daß das Kupplungsglied mit progressiven Eigenschaften ausgestattet werden kann. Es tritt dann eine Art Servowirkung ein und es wird möglich, die Drehsteifigkeit des Kupplungsgliedes in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel veränderlich zu gestalten. Mit einer solchen Ausführungsform lassen sich sehr hohe Drehmomente verwirklichen, ohne daß beim Anfahren zu wenig Elastizität zur Verfügung steht

Die Ringe können mit radial abstehenden Laschen versehen sein, die über das elastische Material hinausragen, so daß daran beispielsweise Befestigungsbohrungen zum Befestigen an Kupplungsflanschen oder zum Zusammenfügen von zwei Halbreifen zu einem Vollreifen angebracht werden können, der dann nur jeweils am inneren Durchmesser auf den Wellenzapfen befestigt wird. Dem äußeren Ring können auch Steckverbindungsteile zugeordnet sein, die ein Zusammenfügen von zwei gleichen Kupplungsteilen zu einem reifenförmigen Teil ermöglichen, der dann möglicherweise auch zusammenvulkanisiert wird. Die Laschen des äußeren Ringes können vorteilhaft auch als Teile einer Außenverzahnung ausgebildet sein, die über einen innen verzahnten Ring eine Kupplung mit einem zweiten Kupplungsglied ermöglichen. Diese Ausführungsform weist die Vorteile des an sich bekannten reifenförmigen elastischen Kupplungsgliedes auf und vereint sie aber mit den Vorteilen eines scheibenförmigen Kupplungsgiiedes, das in sehr einfacher Weise aufsteckbar ausgebildet sein kann. Diese Ausgestaltung eignet sich auch überall, da, wo am Außendurchmesser keine Verschraubung vorgenommen werden kann, weil beispielsweise der Einbau der Kupplung an Stellen erfolgt, die unzugänglich sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete reifenförmige Wellenkupplung, die aus zwei Halbreifen zusammengesetzt ist,

F i g. 2 die Ansicht auf die beiden mit Gewebestreifen umwickelten Metallringe eines Halbreifens der Fig. 1, ohne das diese Teile später umgebende elastische Material,

F i g. 3 den Längsschnitt durch die Anordnung der F i g. 2 ebenfalls im noch nicht vulkanisierten Zustand und

F i g. 4 eine Ansicht ähnlich F i g. 2, wobei jedoch zwei Gewebestreifen zwischen den Ringen gegenläufig gewickelt sind.

In der F i g. 1 ist ein elastisches Kupplungsglied 1 in der Form eines Reifens dargestellt, der in nicht näher erläuterter Weise mit seinen beiden Randteilen 2 und 3 an jeweils einem Flansch eines Wellenzapfens anschraubbar ist Zu diesem Zweck besitzt das Kupplungsglied 1 zwei innere umlaufende Stahlringe 4, die, wie aus der rechten Hälfte der F i g. 1 ersichtlich ist, mit nach innen abstehenden Laschen 3 versehen sind, welche mit den Befestigungsbohrungen 5 ausgestattet sind. Das Kupplungsglied 1 weist auch noch zwei äußere Stahlringe 6 auf, die ebenfalls wieder mit außen abstehenden Laschen 7 versehen sind, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist. Jeder der äußeren Stahlringe 6 ist mit einem Ansatz 8 versehen, in den ein Steckstift zur Verbindung mit dem anderen Ring 6 einschiebbar ist Jeder Ring 6 ist dabei einem Halbreifen la bzw. Xb zugeordnet Im Bereich der Laschen 7, die außerdem als Teil einer Außenverzahnung ausgebildet sind, ist das die Ringe 4 und 6 umhüllende elastische Gummimaterial 9 ebenfalls zu einer Verzahnung geformt die sich beispielsweise in eine Innenverzahnung eines nicht dargestellten Ringes zum Zweck der Kupplung einschieben läßt

Innerhalb des elastischen Materials 9 sind zwischen den Ringen 4 und 6 Gewebestreifen 10 gewickelt welche die nötige Versteifung des elastischen Kupplungsreifens erzielen sollen. Diese Gewebestreifen 10 sind dabei, wie aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht jeweils so um die Ringe 4 und 6 gewickelt daß sie von der Außenseite 4a des inneren Ringes 4 zu der davon abgewandten Außenseite 6a des Ringes 6 zu der ihr zugewandten Innenseite 4b des Ringes. 4. Die Gewebestreifen 10 sind in Acht-Form gewickelt und überkreuzen sich daher in den Längsschnitten der F i g. 1 und 3 an der Stelle 11 zwischen den beiden Ringen 4. Sie liegen in gestreckter Lage zwischen den Ringen 4 und 6, und zwar so, daß sie in etwa der Halbreifenform der beiden Teile la und 16 angepaßt sind. Aus der F i g. 2 geht hervor, daß die Gewebestreifen 10 dabei unter eir,em Winkel <x zum zugeordneten Radius 12 verlaufend angeordnet sind und unter dem gleichen Winkel auf der Rückseite des Ringes wieder weggeführt sind. In der F i g. 2 beispielsweise wird der Gewebestreifen 10 auf der dem Betrachter zugewandten Seite des Ringes 6 über dessen Umfang gelegt verläuft dann, wie gestrichelt angedeutet, hinter dem Ring 6 und wird dann wieder auf die dem Betrachter zugewandte Seite, des Ringes 4 geführt von wo aus er über den inneren Durchmesser des Ringes 4 hinter dem Ring 4 vorbei und wieder zur Vorderseite des Ringes 6 geführt wird, so daß die Bewicklung jeweils in der Form einer Acht erfolgt Der Gewebestreifen 10 läßt sich daher über den gesamten Umfang der beiden Ringe 4 und 6 im Zick-Zack wickeln, und es ist gemäß Fig.4 möglich, einen zweiten Gewebestreifen 13 unter entgegengesetztem Winkel zum Gewebestreifen 10

aufzuwickeln, so daß eine Überkreuzung der beiden Gewebestreifen 10 und 13 an der Stelle 14 stattfindet An der Stelle 11 in der Fig.3 findet, wie aus den Ausführungen klar wird, nur in der Ansicht der Fig.3 (bzw. 1) eine Überkreuzung statt. Die Gewebestreifen 10, die nach der Methode der F i g. 2 aufgewickelt sind, berühren sich an dieser Stelle natürlich nicht Anders ist dies bei der Ausführungsform der F i g. 4, wo zwischen den Gewebestreifen 10 und 13 an der Stelle 14 eine Berührung stattfindet Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß die von den einzelnen Gewebestreifen 10 und 13 auf die Ringe 6 und 4 ausgeübten Kippkräfte sich gegenseitig aufheben. Die Laschen 7 bzw. 3 der Ringe 4 und 6 können bei dieser Ausfühningsform durch zusätzliche Laschenteile Ta auch noch so ergänzt

werden, daß ein Übereinanderrutschen der Gewebestreifen 10 und 13 in Umfangsrichtung vermieden wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, einzelne Fäden in der geschilderten Weise zu wickeln oder noch mehrere Gewebestreifen aufzuwickeln. Maßgebend und entscheidend ist in jedem Fall aber, daß die Bewicklung so erfolgt daß eine wechselseitige Umschlingung des inneren und äußeren Ringes erfolgt, so daß die Gewebestreifen der SDäteren Halbreifenform anseDaßt

werden können und beim Vulkanisiervorgang nicht nochmals in eine andere Lage gebracht werden müssen. Entscheidend ist ferner, daß die Fäden sich alle in einer gestreckten Lage befinden, so daß sie bei einer Verdrehung der Ringe 4 und 6 gegeneinander, wie das während des Betriebes auftritt, auf Zug und damit optimal beansprucht werden.

Es wäre auch noch möglich, auf die in den F i g. 2 und 4 gezeigten gewickelten Gewebestreifen noch eine zweite Schicht von Gewebestreifen aufzuwickeln, die nicht so straff angelegt sind, so daß sie erst bei einem größeren Verdrehwinkel wirksam werden. Mit einer solchen zweilagigen Bewicklung läßt sich dann eine progressive Kennlinie für den Kupplungsreifen verwirklichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Wellenkupplung mit mindestens einem halbreifenförmigen elastischen Kupplungsglied, das mit Verstärkungseinlagen versehen ist, die um zwei axial zueinander versetzte Ringe verschiedenen Durchmessers herumgelegt und in elastisches Material eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlagen als Einlagestreifen (10, 13) in der Form von Fäden oder Gewebebändern ausgebildet sind und zwischen den Ringen (4,6) kreuzweise und in gestreckter Lage aufgewickelt sind.

Z Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagestreifen (10) im Zick-Zack in Umfangsrichtung verlaufend angeordnet sind, wobei jeder Strang zwischen den Ringen (4, 6) unter einem spitzen Winkel (&) zu dem zugeordneten Radius (12) vorläuft

3. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Einlagestreifen (10,13) unter gegenläufigem Winkel (α) auf die Ringe (4,6) aufgewickelt sind.

4. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (4, 6) mit radial abstehenden Laschen (3,7) versehen sind, die über das elastische Material hinausragen.

5. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Laschen (3, 7) Befestigungsbohrungen (5) vorgesehen sind.

6. Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den äußeren Ringen (6) Steckverbindungsteile (8) zugeordnet sind, die ein Zusammenfügen von zwei gleichen Kupplungsteilen zu einem reifenförmigenTeil (1) ermöglichen.

7. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (7) des äußeren Ringes (6) als Teile einer Außenverzahnung ausgebildet sind, die über einen innen verzahnten Ring eine Kupplung mit einem zweiten Kupplungsglied oder mit anderen Teilen ermöglicht