DE2944354A1

DE2944354A1 - Vorrichtung zum elastischen kuppeln von zwei koaxialen, drehenden teilen mit zylindrischer uebergangsflaeche

Info

Publication number: DE2944354A1
Application number: DE19792944354
Authority: DE
Inventors: Robert Charles Lucas
Original assignee: GEORGES LUCAS ETS
Current assignee: GEORGES LUCAS ETS
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1980-05-14
Also published as: GB2037940B; US4329856A; GB2037940A

Description

Etab. Georges LUCAS P 920

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elastischen Kuppeln zweier sich drehender koaxialer Teile, eines inneren und eines äußeren, die eine zylindrische Übergangs- bzw. Grenzfläche bilden.

Das innere Teil ist beispielsweise eine Antriebswelle und das äußere Teil beispielsweise die Nabe einer Antriebsscheibe oder eines Schwungrades.

In einer Abwandlung ist das innere Teil doppelt (beispielsweise als 2 Stoß an Stoß angeordnete getrennte Wellen) und das äußere Teil ein gemeinsames Teil zum Kuppeln der beiden inneren Teile.

Diese beiden Anwendungen sind nur nicht einschränkende Beispiele.

Es ist bekannt, ein sich drehendes inneres Teil und ein koaxiales äußeres Teil, das mit diesem eine zylindrische Grenzfläche bildet, mittels geschlitzter Stifte zu kuppeln, die in Sitze eingeführt sind, die parallel zur Drehachse verlaufen und im Grenzbereich der beiden Teile ausgebildet sind.

Als in der Grenzfläche der beiden Teile ausgebildeten Sitz wählt man einen solchen, der teilweise in dem einen und teilweise im anderen der Teile ausgebildet ist.

Beispiele solcher Kupplungen sind beispielsweise in folgende Patentschriften beschrieben: FR 86 913, FR 1 351 275, FR 769 403, FR 786 623, FR 1 118 286, FR 2 018 101, FR 2 170 350, US 1 824 648, US 1 467 185, GB 850 247.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer vervollkommneten, besonders einfachen Vorrichtung, die insbesondere zur Kupplung von Teilen großer Durchmesser und so, daß die

030020/0803

Etab. Georges LUCAS P 920

Kupplungssteifigkeit umgekehrt wie das übertragene Drehmoment variiert, geeignet ist, was die Elastizität des Systems erhöht, wobei ein ungewöhnlicher Widerstand gegenüber Resonanzphenomänen sich aus den Veränderungen des über tragenen Drehmoments ergeben kann.

Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung, die in an sich bekannter Weise geschlitzte Stifte aufweist, die in parallel zur Drehachse in der Grenzfläche der beiden Teile ausgebildete Sitze eingeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte längsgeschlitzte Hohlzylinder aus Stahl sind, daß jeder Stift in seinem Sitz frei drehbar ist und einen in den Stift mit einem bestimmten Spiel eingeführten Stab aufweist, um der Breite des Schlitzes des Stiftes unter der Wirkung eines übermäßigen Drehmoments einen ausgewählten Grenzwert aufzuerlegen.

Wenn die Kupplung arbeitet, vermindert sich die Breite des Schlitzes eines Stiftes und nimmt einen Wert an, der von der Größe des ausgeübten Drehmoments abhängt. Beispielsweise geht dieser Wert von 9 mm in Ruhe auf 6 mm für ein normales Arbeitsdrehmoment über. Unter der Wirkung eines übermäßigen momentanen Drehmoments könnte dieser Wert Null werden und neben anderen Gefahren den Stift unbrauchbar machen. Der Stab begrenzt die Breitenverminderung des Schlitzes und verhindert jede Verminderung unter den Wert der einer Anlage des Stiftes um den Stab entspricht: Beispielsweise begrenzt der Stab die Breitenverminderung des Schlitzes auf 3 mm. Unter diesen Umständen kann, wenn das übermäßige Drehmoment verschwindet, der Stift seine normale Funktion wieder aufnehmen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im foLgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

030020/0803

Etab. Georges LUCAS P 920

29U354

Fig. 1 ein Axialschnitt einer Kupplung zwischen einer Antriebswelle und der Nabe eines Zerkleinererrades,

Fig. 2 ein Schnitt durch die Nabe in einer zur Achse senkrechten Ebene,

Fig. 3 eine Detaildarstellung von Stiften der Nabe,

Fig. 4 ein axialer Teilschnitt der Nabe am anderen Ende der Welle,

Fig. 5 ein Axialschnitt der Kupplung zweier koaxialer

Achsen gemäß der Ebene A-A der Fig. 6, 15

Fig. 6 ein Querschnitt der Kupplung gemäß Ebene B-B der Fig. 5 und

Fig. 7 ein Axialschnitt von zwei mit Spiel auf Stäbe aufgesetzten Stiften.

In der Ausführungsform der Fign. 1 bis 4 ist die Erfindung auf die elastische Kupplung zwischen einer Nabe und einer Welle angewandt, wobei diese Nabe beispielsweise die Nabe einer Antriebsrolle sein kann, die für das Arbeiten eines Zerkleinerers bzw. Brechwerks besorgt.

Die Antriebsrolle eines Zerkleinerers überträgt an ihrer Welle Momentanbelastungen, die ein Bruchrisiko bilden, was einen Austausch der Welle notwendig machen kann, unter anderem mit der Folge einer bestimmten Ausfallzeit des Zerkleincrers.

030020/0803

Etab. Georges LUCAS P 920

- 7 - 29^354

Die Erfindung liefert eine elastische Kupplung, die die Momentanbelastungen auf die Welle vermindert, und folglich einen Bruch der letzteren durch Verminderung des Beanspruchungsgrades des Metalls der Welle vermeidet. Die Fign. 1 und 2 stellen die Nabe 2 ("äußeres Teil") der Rolle 1 dar.

Einein die Nabe geschobene Buchse 3 definiert eine Bohrung 4, die die Antriebswelle 5 aufnimmt. Die Buchse ist an der Welle befestigt und bildet mit ihr das "innere Teil" der Kupplung.

Bei dieser Ausführungsform weist die Buchse eine zylindrische Außenfläche und eine kegelstumpfförmige Innenfläche auf. Der Zusammenbau von Welle und Rolle für eine Bohrung großen Durchmessers geschieht nämlich vorzugsweise auf einer konischen Bohrung, um das Zerlegen zu erleichtern.

An ihrem Ende kleineren Durchmessers schließt sich die Innenfläche an eine zylindrische Endfläche 6 an. Diese Formen sind nicht als Einschränkung zu verstehen, so daß beispielsweise die Innenfläche ebenfalls zylindrisch sein kann.

An der zylindrischen Grenzfläche von Buchse 3 und Nabe 2 ist eine Anzahl von zur Achse 8 der Nabe parallelen Sitzen angeordnet, die regelmäßig in der Grenzfläche verteilt sind.

In diese Sitze sind Stifte 9 eingeführt, die durch längsgeschlitzte Hohlzylinder aus Stahl gebildet sind, wie dies am besten in Fig. 3 zu sehen ist. Man verwendet beispielsweise "Mecanindus"-Stifte.

Diese Stifte werden mit Spiel über Stäbe 10, vorzugsweise aus Stahl, gestreift, welche die Lebensdauer der Stifte erhöhen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Stifte in zwei Gruppen aufgeteilt, wobei die einen, 9, in Sitze 7 eingeführt werden,

030020/0803

Etab. Georges LUCAS P 9 20

die in eine Fläche 11 der Nabe münden, und die anderen, 9¹, in Sitze T, die in die entgegengesetzte Fläche 11' der Nabe münden. Die Stifte 9 und 9¹ bilden Stiftpaare, die zu zweien einander gegenüber liegen, wobei die beiden Stifte jedes Paares auf dem gleichen Stab 10 sitzen. Faktisch weist also jeder Stab 10 zwei Zylinderstücke 10a und 10b auf, die durch ein dickeres Mittelteil 10c getrennt sind.

Das Spiel zwischen den Stäben 10 und den geschlitzten Stiften wird so gewählt, daß man eine bestimmte maximale Gleitamplitude bei einer Beanspruchung zwischen der Buchse und der Nabe erhält.

Die zentrale Verdickung 10c hat insbesondere die Aufgabe als Abstandsstück zu dienen.

Die Stifte werden (in axialer Richtung) durch irgendeine geeignete Einrichtung in Stellung gehalten, die ein Herausnehmen derselben bei Bedarf gestattet.

In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform werden die Stifte 9' durch einen scheibenförmigen Flansch 12, der mittels Schrauben 13 an der Nabe befestigt ist, und die Stifte 9 durch einen ebenfalls scheibenförmigen Flansch 14 in Stellung gehalten, dessen Innenrand 15 eingesenkt in einer in der Buchse ausgebildeten Nut 16 aufgenommen ist (Fig. 4). Schrauben 17 befestigen andererseits die Scheibe 14 an der Nabe 2 und dienen gleichzeitig zum Festlegen einer Kappe 18, die das Ende der Welle und den entsprechenden Bereich der Nabe schützt.

Der in die in der Buchse 3 ausgebildete Nut 16 eingesenkte Flansch 14 dient unter anderem dazu, die Nabe 2 bezüglich der Buchse 3 irreversibel axial in Stellung zu bringen. Der Flansch 12 weist eine Nut zur Aufnahme eines Dichtrings 20 auf, und dieser Flansch wirkt mit der Abdeckhaube 18 zur Bildung eines Gehäuses für ein Schmierfett zusammen.

030020/0803

Etab. Georges LUCAS P 920

- 9 - 29U354

Die Buchse 3 ist an der Welle durch irgendeine geeignete Einrichtung, beispielsweise einen Nutkreil 19/befestigt.

Die in den Fign. 5 bis 7 dargestellte Vorrichtung zum Kuppeln zweier Stoß an Stoß liegender Wellen 21 und 22 umfaßt zwei Buchsen 2 3 und 24 , in deren Bohrungen 25 und die Enden der beiden Wellen aufgenommen sind, wobei die beiden Buchsen Stirn an Stirn im Inneren einer gemeinsamen Muffe 27 angeordnet sind.

Die Wellen sind mit den Buchsen durch Nutkreile oder irgendwelche anderen geeigneten Mittel, die in Fig. 5 nicht dargestellt sind, drehfest verbunden. In Fig. 6 ist der Sitz 28 für einen der Nutkreile dargestellt.

Die Welle und die darauf befestigte Buchse bilden ein "inneres Teil".

Diese inneren Teile sind mit der gemeinsamen äußeren Muffe ("äußeres Teil") über längsgeschlitzte Stahlstifte 29, 30 (beispielsweise MECANINDUS-Stifte) elastisch verbunden, die über entsprechende Stäbe 31 geschoben sind, welche im Inneren der Stifte ein bestimmtes Spiel 34 haben (Fig. 7). Die Aufnahmen für die Stifte einer Buchse sind parallel zur Achse der Buchse.

In dem Maße, wie das übertragene Drehmoment zunimmt, vermindert sich das Spiel bis auf Null bei übermäßigen Werten für Drehmoment. Die Steifigkeit der Kupplung nimmt dann sehr schnell zu und erreicht Werte, die denjenigen einer Kupplung mit einer starren Verzahnung entsprechen.

Diese Anordnung erlaubt es, niemals die elastischen Grenzen der Stifte zu überschreiten und die Grundeigenschaften der Kupplungssteife wiederzufinden, sobald die anomale Höhe des übertragenen Drehmoments nicht mehr vorliegt.

030020/0803

Etab. Georges LUCAS P 920

Diese Stäbe sind an ihrem hinteren Ende mit Köpfen 32 (Fig. 7) versehen, die ein Heraustreiben der Stifte gestatten, wenn man die Stäbe herauszieht, indem man sie mittels eines an ihrem vorderen Ende angeordneten Mitnehmers, beispielsweise mittels eines Ausziehgeräts, das in eine Gewindebohrung 33 im vorderen Ende des Schaftes eingeschraubt ist, herauszieht.

Eine Schmiervorrichtung 37 gestattet das Schmieren der Kupplung und von Flanschen 36, 37, die an der Muffe mittels Schrauben 38, 39 befestigt sind, und mit Dichtringen 50, 51 zusammenwirken, die in an sich bekannter Weise das Austreten von Schmiermittel verhindert.

Die Kupplung ist als Kupplung für alle Wellen ortsfester oder mobiler Maschinen geeignet.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Aufbau, der zur Herstellung einer Kupplung gemäß der Erfindung aus einem Stift und einem Stab, mit entsprechendem Spiel, gebildet ist.

030020/0803

Claims

WILHELMS &. KlUiAN

FAT ENTANWALTE

Etablissements Georges LUCAS Neuville-Saint-Remy Frankreich

29^*354

DR. ROLF E.WILHELMS DR. HELMUT KILIAN

ΘΟΟΟ MÜNCHEN BO

T( L ff'OK (OH(I) AV Λ<: Ί" Ii I L .MAVIWL i ·Λ ι ΠΛΝ ; */■ !Ν'.ΊΙΙ.Ν

P 920

Vorrichtung zum elastischen Kuppeln von zwei koaxialen, drehenden Teilen mit zylindrischer Ubergangsflache

Priorität:
2. November 1978 - Frankreich - 78 31 022 16. März 1979 - Frankreich - 79 06 727

PATENTANSPRÜCHE

( 1 .j Vorrichtung zum elastischen formschlüssigen Kuppeln >—'
zweier koaxialer eine zylindrische Grenzfläche aufweisender Teile, eines inneren und eines äußeren, die in parallel zur Drehachse in der Grenzfläche der beiden Teile ausgebildete Sitze eingeführte Schlitzstifte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte längsgeschlitze Hohlzylinder (9, 9'; 29, 30) aus Stahl sind, wobei jeder Stift in seinem Sitz frei drehbar ist und einen in den Stift mit einem bestimmten Spiel eingeführten zylindrischen

030020/0803

ORIGINAL INSPECTED

Etab. Georges LUCAS P 920

Stab (10, 31) aufweist, um der Breitenverminderung des Schlitzes des Stifts unter der Wirkung eines übermäßigen Drehmoments einen bestimmten gewählten Grenzwert aufzuerlegen.
5

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitze an zwei entgegengesetzten Flächen (11, 11') des äußeren Teils münden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitze Paare von zwei aufeinander ausgerichteten Sitzen bilden und daß die beiden Sitze ein und desselben Paares von einem Stab (10) durchsetzt werden, der zwei Endstücke (10a, 10b) aufweist, auf welehe die beiden Stifte (9, 9¹) aufgeschoben sind, wobei die beiden Endstücke durch ein verdicktes Mittelteil (10c) getrennt sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sie zur axialen Festlegung von bestimmten Stiften (9, 9¹) einen am äußeren Teil befestigten Flansch (12; 14) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gek enn zeichnet, daß sie eine Scheibe (14) aufweist, deren Innenrand (15) zur axialen Festlegung der Stifte (9) in einer im inneren Teil ausgebildeten Nut (16) aufgenommen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie dem inneren Teil gegenüberliegend ein zweites inneres Teil aufweist, wobei die beiden inneren Teile mit ein und demselben äußeren Teil über

030020/0803

Etab. Georges LUCAS P

eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Stäbe (31) an einem Ende ein Herausziehteil (33) und am entgegengesetzten Ende einen Kopf (32) zur Mitnahme der Stifte (29, 30) beim Herausziehen der Stäbe aufweisen.
8. Aufbau für eine Vorrichtung gemäß einem der An-Sprüche 1 bis I₁ gekennzeichnet durch einen Stift und einen entsprechenden Stab mit einem bestimmten Spiel zwischen beiden.

030020/0803