DE2706479A1 - Drehelastische kupplung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.- ING. H. H. WILHELM - DiPL-ING. H. DAUSTER

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Drehelastische Kupplung

Die Erfindung "betrifft eine drehelastische Kupplung mit einem gummielastischen Zwischenring, der an seinem inneren und an seinem äußeren Umfang mit Zähnen versehen ist und mit diesen in korrespondierenden Verzahnungen der beiden Kupplungshälften gehalten ist.

Kupplungen dieser Art sind "bekannt (DT-PS 373 687). Diese Bauarten weisen den Vorteil auf, daß aufgrund der Elastizitätseigenschaften des Zwischenringes weiche Anfahreigenschaften der Kupplung und ein sehr elastisches Verhalten gegeben sind, insbesondere wenn die Dicke des eingefügten Zwischenringes abnimmt. Kupplungen dieser Art weisen außerdem den Vorteil auf, daß eine relativ gute Verlagerungsfähigkeit für die beiden miteinander zu kuppelnden Wellenenden gegeben ist, die ebenfalls durch die Elastizität des Zwischenringes bedingt ist. Bauarten dieser Art weisen aber auch den Nachteil auf, daß dann, wenn größere Elastizität verwirklicht werden soll und demzufolge ein größeres Durchmesserverhältnis zwischen Innen- und Außendurchmesser des Zwischenringes gewählt wird, die Gefahr auftritt, daß aufgrund der Verwindung die inneren Zähne des Zwischenelementes aus ihrer Verzahnung herausspringen. Die zu übertragenden Drehmomente sind daher bei Bauarten dieser Art begrenzt.

Es sind zwar schon Bauarten von elastischen Kupplungen bekannt geworden (DT-AS 1 03I 062), bei denen man durch Verstärkung des Zahnbereiches an der Innenseite des Zwischenringes diesen Nach-

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teil zu vermeiden gesucht hat. Das sollte dadurch geschehen, daß der elastische Gummikörper des Zwischenringes mechanisch oder durch Vulkanisation entweder direkt auf der Nabe befestigt werden sollte, was herstellungstechnisch und auch montagetechnisch erheblich nachteilig ist. Es wurde aber auch vorgesehen, den Weichgummikörper auf einen Hartgummiring zu befestigen, in den Drahtseilringe einvulkanisiert wurden. Diese Ausgestaltung hatte zwar zunächst nur den Zweck, die beim Aufpressen des gummielastischen Zwischenringes auftretenden Kräfte aufzunehmen, aber da die innere Nabe mit vier Zähnen versehen war, ist auch in diesem Fall eine Verstärkung des inneren Bereiches im Bereich der Verzahnung gegeben. Diese Bauarten weisen aber wiederum den entscheidenden Nachteil auf, daß abgesehen von fertigungstechnischen Schwierigkeiten der gesamte Bereich der Innenverzahnung des gummielastischen Gliedes aus wesentlich härterem Material bestehen muß, so daß die Drehelastizität des gesamten Zwischenringes wegen des Ausfalles des elastischen Bereiches der Innenzähne ebenfalls kleiner werden muß. Das gilt auch für andere bekannte Bauarten (DT-AS 1 078 822), wo sowohl der Innenbereich der Verzahnung des elastischen Zwischenringes als auch die Außenverzahnung aus einem Stahlzahnkranz besteht, der anvulkanisiert ist. Auch in diesem Fall ist bei gleicher Baugröße der elastische Bereich wesentlich verkleinert, so daß zwar höhere Drehmomente erzielt werden können, die an sich wünschenswerten drehelastischen Eigenschaften der Kupplung jedoch beeinträchtigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art, bei der auch in die Innenverzahnung verformbare elastische Gummizähne hereinreichen, so auszubilden, daß ohne Beeinträchtigung der drehelastischen Eigenschaften höhere Drehmomente übertragen werden können.

Die Erfindung besteht darin, daß im Bereich der Zahnfüße der

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inneren Zähne im Zwischenring ein umlaufender Stützring vorgesehen ist. Durch diese Ausgestaltung wird dafür gesorgt, daß die Innenzähne beim Auftreten höherer Drehmomente nicht aus ihrer Verzahnung herausspringen können. Ihre Verformbarkeit wird aber bewußt nicht beeinflußt, so daß die drehelastischen Eigenschaften der Kupplung erhalten bleiben. Die Erfindung geht daher gegenüber dem Bekannten einen anderen Weg. Sie verstärkt bewußt nicht die Innenzähne oder sieht Zähne aus anderem Material vor, sondern sie schafft nur eine Möglichkeit, die Innenzähne des gummielastischen Hinges am He raus springen aus ihrer entsprechenden Verzahnung zu hindern. Auch die am Innendurchmesser angeordneten Zähne des gummielastischen Ringes können sich daher in Drehrichtung verformen, in radialer Richtung wird jedoch weitgehend eine Verformung verhindert. Das führt dazu, daß höhere Drehmomente bei Erhaltung der elastischen Länge und damit bei Erhaltung der drehelastischen Eigenschaften der Kupplung verwirklicht werden können.

Vorteilhaft ist es, wenn der Stützring einvulkanisiert wird und in seiner Breite der Dicke des Zwischenringes im Bereich der inneren Zahnfüße angepaßt ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Innenverzahnung über ihre gesamte Breite gehalten. Der Stützring kann zweckmäßig mit Bohrungen versehen sein, so daß eine innige Verbindung des gummielastischen Materiales mit dem Stützring möglich ist. Um die drehelastischen Eigenschaften möglichst wenig zu beeinflussen, wird der Stützring als ein dünner Metallring ausgeführt, dessen radiale Erstreckung, gemessen an der des gummielastischen Zwischenringes, nur gering ist. Dieser dünne Metallring wird zweckmäßig so nahe als möglich an den Zahnfußbereich herangebracht, jedoch nicht so nahe, daß auf der Innenseite des Metallringes nur noch die Zähne liegen. Zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn der Stützring etwa einen Durchmesser aufweist, der etwa um 5 % größer als der Durchmesser des Zwischenringes an seinen Zahnfüßen ist.

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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von einem Ausführungs-"beispiel dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgestaltete Kupplung, teilweise im aufgeschnittenen Zustand und

Pig. 2 einen Schnitt durch die Kupplung der Pig. 1, längs der Linie H-II.

In den Pig. 1 und 2 sind die "beiden Kupplungshälften 1 und 2 einer drehelastischen Kupplung gezeigt. Die äußere Kupplungshälfte 2 besteht dabei aus einem Planschteil 2a, der in nicht näher dargestellter Weise mit einem Wellenende verbunden ist und aus einem verzahnten Ring 2b, der mit Hilfe von Schrauben 3 auf den Flanschteil 2a aufgeschraubt ist. Der Ring 2b ist auf seiner Innenseite mit nach innen gerichteten runden Zahnrippen 4 versehen, über die die entsprechenden Zahnlücken eines zwischen die Kupplungshälften 1 und 2 eingesetzten, gummielastischen Zwischenringes 5 geschoben sind. Die innere Kupplungshälfte 1 besteht im wesentlichen aus einem Fabenteil, der mit nach außen gerichteten Zähnen 6 versehen ist, die im Ausführungsbeispiel eine besondere Porm insofern besitzen als sie an ihrem Kopfbereich 6a breiter als im Fußbereich 6b sind. Zwischen diese einzelnen Zähne 6 greifen die nach innen gerichteten Zähne 7 des gummielastischen Gliedes 5 herein, die korrespondierend ausgebildet, ebenfalls im Bereich ihrer Zahnfüße 7b schmäler als im Kopfbereich sind. Im Bereich der Zahnfüße 7b der Zähne 7 ist in den gummielastischen Zwischenring 5 ein dünner Metallring 8 einvulkanisiert, der, wie aus Fig. 2 hervorgeht, so breit ist, wie der gummielastische Zwischenring 5 im Bereich 7b der Zahnfüße. Der Metallring 8 weist außerdem gleichmäßig auf seinem Umfang verteilt jeweils symmetrisch zu der in Fig. 2 angedeuteten Mittelebene 9 Bohrungen 10 auf, von denen im Ausführungs-

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Beispiel 16 Paare auf dem Umfang verteilt sind. Die Anordnung der Bohrungen 10 ist dabei so gewählt, daß jeweils eine Bohrung auf einem durch jeden Zahn 7 gehenden Radius und auf der Winkelhalbierenden zwischen diesen beiden Radien liegen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt beim Auftreten eines Drehmomentes zwischen dbn Kupplungshälften 1 und 2, daß sich der gummielastische Zwischenring 5 über seine gesamte radiale Erstreckung verformen kann, d.h. etwa von seinem Innendurchmesser aus gemessen (der etwa dem Durchmesser 6b der Zahnfüße der Kupplungshälfte 1 entspricht) bis zum Außendurchmesser hin. Der einvulkanisierte Metallring 8 verhindert nämlich beim Auftreten eines Drehmomentes nicht die Verformung des Bereiches der Zähne 7 in Drehrichtung. Er dient lediglich dazu, ein radiales Ausweichen dieser Zähne nach außen zu verhindern, wenn höhere Drehmomente auftreten. Zu diesem Zweck ist der Metallring 8 so nahe als möglich an die Zahnfüße 7b der Zähne 7 hereinzulegen, aber nicht so nahe, daß der in Pig. 1 und 2 noch ersichtliche Zwischenbereich 11 des gummi elastischen Materiales zwischen dem Metfallring 8 und den Zahnköpfen 6a der Zähne 6 des inneren Kupplungsgliedes zu klein wird. Es hat sich gezeigt, daß die Anordnung recht günstig ist, wenn der Metallring 8 etwa einen mittleren Durchmesser aufweist, der um ca. 5 % größer ist als der Durchmesser ges gummielastischen Zwischenringes 5 im Bereich von dessen Zahnfüßen 7b.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, nimmt die Dicke des gummielastischen Gliedes 5 zum Innendurchmesser hin zu. Die Ausgestaltung ist dabei so gewählt, daß am Innendurchmesser etwa die doppelte Dicke als am Außendurchmesser vorhanden ist. Es tritt dann an den Zahnflanken etwa die gleiche Flächenpressung an der Außenverzahnung und an der Innenverzahnung auf. Die neue drehelastische Wellenkupplung ist gekennzeichnet durch ein sehr drehelastisches

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Verhalten, das aber relativ hohe Drehmomente zu verwirklichen erlaubt.

Es ist nicht notwendig, daß der gummielastische Zwischenring die Zahnform erhält, die in dem Ausführungsbeispiel beschrieben und gezeigt ist. Es ist auch möglich, andere Zahnformen vorzusehen, die im Hinblick auf die gewünschten Kupplungseigenschaften gewählt v/erden können. Auch in einem solchen Fall verhindert ein einvulkanisierter Stützring in Form eines Metallringes o. dgl. das He raus springen der inneren Zähne aus dem inneren Kupplungsring beim Auftreten höherer Drehmomente. Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Zahnform weist £doch noch zusätzlich den Vorteil auf, daß auch die äußere Form der Zähne selbst dem zu verhindernden Herausspringen der Zähne aus der Innenverzahnung entgegenwirkt.

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Claims (6)

1. PATENTANWÄLTE DR.- ING. H. H. WILHELM - D \ PL. - I N G. H. D A U STE R

   D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31 B · TELEFON (07 11) 29 11 33

   Anmelder: , · Stuttgart, den 15. Fe"br. 1977

   D 5228

   Maschinenfabrik Dr. A

   Stromag GmbH
   Hansastrasse 120

   Unna

   Ansprüche

   (1. Drehelastische Kupplung mit einem gummielastischen Zwischenring, der mindestens an seinem inneren Umfang mit Zähnai versehen und mit diesen in korrespondierenden Verzahnungen der inneren Kupplungshälfte gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zahnfüße (7b) der inneren Zähne (7) im Zwischenring (5) ein umlaufender Stützring (8) vorgesehen ist,
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (8) einvulkanisiert und in seiner Breite der Dicke des Zwischenringes (5) im Bereich (7b) der inneren Zahnfüße angepaßt ist.
3. 3. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (8) mit Bohrungen (10) versehen ist.
4. 4. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring ein dünner Metallring (8) ist.
5. 5. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

   -2-ORIGlNAL INSPECTED

   daß der Metallring (8) etwa einen Durchmesser aufweist, der um 5 % größer ist als der Durchmesser am Zahnfuß (7b) des Zwischenringes (5)·
6. 6. Kupplung nach den Ansprüchen 1 "bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des gummielastischen Zwischenringes (5) vom äußeren Umfang zum inneren Umfang etwa auf das Doppelte zunimmt.

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