DE4233382A1

DE4233382A1 - Rotationally rigid torque-transferring coupling - has adjuster screws to tension slide guides and slide faces of coupling halves and centre piece relative to each other.

Info

Publication number: DE4233382A1
Application number: DE19924233382
Authority: DE
Inventors: Andreas Ing Grad Pohl
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1994-04-07
Also published as: JPH06213241A

Abstract

The slide elements (4,4') have parallel slide faces (5,5') and interact with slide guides (3,3') when the coupling is assembled. The slide guides and slide faces can be tensioned against each other by adjustment elements such as adjustor screws mounted on the coupling halves (1,1'). Counter screws can be used to allow the adjustment of the coupling independently of the inherent elasticity of the coupling halves. The adjustment and counter adjustment screws can be mounted in through holes in the slide elements for even surface pressure between slide faces and guide faces. The holes can be larger than the screws to allow all round mobility of the coupling. USE/ADVANTAGE - The torque-transferring coupling is rotationally rigid and works free of play in the rotary direction. It is useful for shafts with torque reversals at high speeds.

Description

Die Erfindung betrifft eine drehsteife Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten, die radiale und axiale Lageänderungen der zu kuppelnden Bauteile sowie Winkelbewegungen zuläßt oder aus gleicht, mit zwei Kupplungshälften und einem Mittelstück, mit einander gegenüberliegenden und senkrecht zueinander stehenden Gleitelementen mit parallelen Gleitflächen, die in zugeordneten Gleitführungen gelagert sind.The invention relates to a torsionally rigid coupling for transmission of torques, the radial and axial changes in position of the coupling components as well as angular movements same, with two coupling halves and a center piece, with opposite and perpendicular to each other Sliding elements with parallel sliding surfaces that are assigned in Slideways are stored.

Drehsteife Kupplungen zur Übertragung von Drehmomenten sind in einer Reihe von Ausführungen bekannt. Wellrohrkupplungen bei spielsweise sind verhältnismäßig torsionssteif, arbeiten weit gehend spielfrei und lassen radiale und axiale Lageänderungen oder Verspannungen der zu kuppelnden Bauteile sowie Winkelbewe gungen zu bzw. gleichen diese aus. Sie weisen jedoch für ein vorgegebenes Drehmoment ein großes Einbauvolumen und ein recht hohes Trägheitsmoment auf und sind daher insbesondere für den Betrieb mit höheren Betriebsdrehzahlen und bei wechselnder Belastung wenig geeignet.Torsionally rigid couplings for the transmission of torques are in a number of designs known. Corrugated pipe couplings at for example, they are relatively torsionally rigid and work far virtually no play and leave radial and axial position changes or tension of the components to be coupled as well as angular movement conditions to or offset these. However, they instruct for given torque a large installation volume and a right high moment of inertia and are therefore especially for the Operation at higher operating speeds and with changing Load unsuitable.

Kardangelenke sind in Drehrichtung nicht völlig spielfrei. Sie lassen zudem meist keine axialen und radialen Verlagerungen der zu kuppelnden Bauteile zu. Auch bei Ausführungen, die für eine allseitige Beweglichkeit der gekuppelten Bauteile konstruiert sind, ist die für Wechselbelastungen und Drehmomentumkehr er forderliche Spielfreiheit nicht gegeben (DE-PS 915 164).Cardan joints are not completely free of play in the direction of rotation. they usually also leave no axial and radial displacements of the to coupling components. Even for versions that are for one All-round mobility of the coupled components designed are for alternating loads and torque reversal No required freedom of play given (DE-PS 915 164).

Eine weitere bekannte Kupplung (Oldham-Kupplung) besteht aus zwei Kupplungshälften und einem Zwischenstück. Das Zwischen stück weist zwei einander gegenüberliegende und zueinander senkrecht stehende, mit parallelen Flächen versehenen Gleitstücke auf, die in zugeordneten Gleitführungen der Kupp lungshälften gleitend gelagert sind. Auch diese Kupplung er möglicht eine allseitige Verlagerung der zu kuppelnden Bautei le. Sie arbeitet jedoch ebenfalls nicht spielfrei, so daß sie insbesondere für Wechselbelastungen nicht brauchbar ist.Another known clutch (Oldham clutch) consists of two coupling halves and an intermediate piece. The in between piece has two opposite and each other vertical, with parallel surfaces Sliders on the associated sliding guides of the dome halves are slidably mounted. This clutch too enables all-round relocation of the component to be coupled le. However, it also does not work without play, so that it especially not useful for alternating loads.

Aus der DE-OS 33 01 543 ist ein spielfreies Kugelgelenk be kannt, bei dem durch die Verwendung von Klemm- und Entlastungs elementen die Verspannung zweier Lagerschalen einstellbar ist. Dieses Kugelgelenk dient zur Übertragung hoher dynamischer, im wesentlichen in der Zapfenachse des Gelenks angreifender Zug- oder Druckkräfte. Eine Drehmomentübertragung zwischen Bautei len, die axial und radial sowie winklig gegeneinander bewegbar sind, ist mit dem bekannten Kugelgelenk nicht möglich.From DE-OS 33 01 543 a play-free ball joint is be knows, through the use of clamping and relief elements the bracing of two bearing shells is adjustable. This ball joint is used to transmit high dynamic, in tensile forces acting essentially in the pin axis of the joint or pressure forces. A torque transmission between components len, the axially and radially and angularly movable against each other are not possible with the known ball joint.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine drehsteife Kupplung zu schaffen, die in Drehrichtung spielfrei arbeitet und damit insbesondere für Wechselbelastungen und für Betrieb mit Drehmomentumkehr auch bei höheren Drehzahlen geeignet ist, die ein möglichst geringes Bauvolumen bzw. Trägheitsmoment aufweist und axialen und radialen Versatz und Winkelversatz ausgleichen. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprü chen angegebenen Merkmale gelöst. Die Ansprüche betreffen auch Ausgestaltungen der Erfindung.It is an object of the present invention to be torsionally rigid To create a clutch that works without play in the direction of rotation and thus in particular for alternating loads and for operation with torque reversal is also suitable at higher speeds, the smallest possible volume or moment of inertia has and axial and radial misalignment and angular misalignment compensate. This task is accomplished by the in the patent claims Chen specified features solved. The claims also concern Embodiments of the invention.

Durch die Verwendung von entsprechend dimensionierten Verstell elementen zur Verspannung in Form von Klemmung oder Spreizung der Gleitführungen gegen die Gleitflächen der Gleitelemente oder umgekehrt ist das Kupplungsspiel bzw. die Spielfreiheit der Kupplung in Drehrichtung leicht einstellbar und nachstell bar, insbesondere wenn die Verstellelemente als Verstellschrau ben ausgebildet sind. Die Kupplung ist daher besonders für den Betrieb mit rasch wechselnden Drehmomenten und für Drehmoment umkehr sowie oszillierende und auch hochfrequente Wechselbela stungen geeignet.By using appropriately dimensioned adjusters elements for tensioning in the form of clamping or spreading of the sliding guides against the sliding surfaces of the sliding elements or vice versa is the clutch play or the backlash the clutch can be easily adjusted and adjusted in the direction of rotation bar, especially if the adjustment elements as an adjustment screw ben are trained. The clutch is therefore especially for the Operation with rapidly changing torques and for torque reversal as well as oscillating and also high-frequency alternating bela suitable.

Durch die Verwendung von Entlastungselementen mit hoher Stei figkeit oder entsprechenden Gegenschrauben vorzugsweise an den Kupplungshälften ist die Einstellung der Kupplung weitgehend unabhängig von der Eigenelastizität z. B. der Kupplungshälften. By using relief elements with a high slope ability or corresponding counter screws preferably on the Coupling halves is largely the setting of the clutch regardless of the inherent elasticity z. B. the coupling halves.

Vorteilhafterweise werden die Verstell- und Entlastungselemente in Durchgangslöchern z. B. der Gleitelemente angeordnet. Da durch ist eine weitgehend gleichmäßige Flächenpressung an den Gleitflächen der Gleitelemente bzw. an den Führungsflächen der Gleitführungen zu erzielen. Die Durchgangslöcher sind hierbei größer als der Durchmesser der Verstell- und Entlastungsele mente, so so daß die allseitige Beweglichkeit der Kupplung gewährleistet ist.The adjustment and relief elements are advantageous in through holes z. B. the sliding elements. There is a largely uniform surface pressure on the Sliding surfaces of the sliding elements or on the guide surfaces of the To achieve sliding guides. The through holes are here larger than the diameter of the adjustment and relief element mente, so that the all-round mobility of the clutch is guaranteed.

Durch die Aufbringung einer reibungs- und/oder verschleißarmen Beschichtung auf die Gleitflächen der Gleitelemente und/oder die Führungsflächen der Gleitführungen kann das Verschleiß und/oder Reibverhalten der Anordnung verbessert werden.By applying a low-friction and / or low-wear Coating on the sliding surfaces of the sliding elements and / or the guide surfaces of the sliding guides can wear and / or the friction behavior of the arrangement can be improved.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt und in der Beschreibung näher er läutert. Es zeigen:The invention is described below using an exemplary embodiment in the drawings and in the description he he purifies. Show it:

Fig. 1 eine spielfreie Kupplung nach der Erfindung in Explosionsdarstellung (schematisch), Fig. 1 is a play-free coupling according to the invention in exploded view (schematic),

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zusammengebaute Kupplung nach der Fig. 1. FIG. 2 shows a longitudinal section through an assembled coupling according to FIG. 1.

Die Kupplung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus den beiden gleich ausgebildeten, U-förmigen Kupplungshälften 1, 1′, dem Mittelstück 2 und den in der Fig. nicht dargestellten Ver stell-, Entlastungs- und Anschlußelementen. In die Kupplungs hälften 1, 1′ sind Gleitführungen 3, 3′ eingearbeitet, wobei die Führungsflächen von den Innenseiten der Schenkel der U- förmigen Kupplungshälften 1, 1′ gebildet werden. Am Mittelstück 2 sind an einander gegenüberliegenden Seiten zueinander senk recht stehende Gleitelemente 4, 4′ mit Gleitflächen 5, 5′ an geordnet. Die Gleitelemente 4, 4′ wirken bei zusammengebauter Kupplung mit den Gleitführungen 3, 3′ in den Kupplungshälften zusammen.The coupling according to Fig. 1 consists essentially of two equal shaped, U-shaped coupling halves 1, 1 ', the center piece 2 and the manipulated in the Fig. Ver not illustrated, relief and terminal elements. In the clutch halves 1, 1 'are sliding guides 3, 3' incorporated, wherein the guide surfaces of the U-shaped coupling halves 1 are formed 1 'from the inner sides of the legs. At the center piece 2 are mutually perpendicular mutually perpendicular sliding elements 4 , 4 'with sliding surfaces 5 , 5 ' arranged. The sliding elements 4 , 4 'cooperate with the coupling with the sliding guides 3 , 3 ' in the coupling halves.

An den Gleitelementen 4, 4′ sind Durchgangsbohrungen oder Lö cher 6, 6′ für Verstell- und Entlastungselemente bzw. Gegen schrauben angeordnet. Der Durchmesser der Bohrungen ist größer als der Durchmesser der durchzuführenden Schrauben und so ge wählt, daß die allseitige Beweglichkeit der Kupplung für einen vorgegebenen Einsatzbereich gesichert ist. An den Kupplungs hälften 1, 1′ sind zu den Durchgangsbohrungen 6, 6′ jeweils passende Durchgangsbohrungen 11, 11′ oder Gewindelöcher 7, 7′ angeordnet.On the sliding elements 4 , 4 'through holes or holes 6 , 6 ' are arranged for adjusting and relief elements or counter screws. The diameter of the holes is larger than the diameter of the screws to be carried out and so selected that the all-round mobility of the coupling is ensured for a given application. At the coupling halves 1 , 1 'to the through holes 6 , 6 ' are respectively through holes 11 , 11 'or threaded holes 7 , 7 ' arranged.

Zur Herabsetzung der Reibung und/oder des Verschleißes können die Gleitflächen 5, 5′ der Gleitelemente 4, 4′ und/oder die Führungsflächen der Gleitführungen 3, 3′ in den Kupplungshälf ten 1, 1′ mit einer geeigneten Beschichtung, z. B. aus Kunst stoff oder Lagermetall versehen sein.To reduce the friction and / or wear, the sliding surfaces 5 , 5 'of the sliding elements 4 , 4 ' and / or the guide surfaces of the sliding guides 3 , 3 'in the coupling halves 1 , 1 ' with a suitable coating, for. B. made of plastic or bearing metal.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die zusammengebaute Kupp lung nach der Erfindung mit den Kupplungshälften 1, 1′, dem Mittelstück 2 und Anschlußelementen 10, 10′. In der Darstellung sind die als Klemmschrauben ausgebildeten Verstellelemente 8, 8′ sowie die Gegenschrauben 9, 9′ erkennbar. Fig. 2 shows a longitudinal section through the assembled clutch development according to the invention with the coupling halves 1 , 1 ', the center piece 2 and connecting elements 10 , 10 '. In the illustration, the adjusting elements 8 , 8 'designed as clamping screws and the counter screws 9 , 9 ' can be seen.

Bei der dargestellten Kupplungsanordnung sind auf jeder Seite bzw. für jede Kupplungshälfte zwei Verstellschrauben 8, 8′ (Klemmschrauben) und eine jeweils zwischen den beiden Klemm schrauben angeordnete Gegenschraube 9, 9′ vorgesehen. Es kann jedoch auch eine andere geeignete Loch- und Schraubenanordnung gewählt werden.In the coupling arrangement shown, two adjusting screws 8 , 8 '(clamping screws) and a respective screw arranged between the two clamping screws 9 , 9 ' are provided on each side or for each coupling half. However, another suitable hole and screw arrangement can also be selected.

Die Verstellschrauben 8, 8′ verspannen jeweils die beiden Schenkel der U-förmigen Kupplungshälften 1, 1′ gegen die Gleit elemente 4, 4′. Sie können als Durchgangsschrauben ausgebildet sein, die durch Durchgangsbohrungen 11, 11′ der Kupplungshälf ten 1, 1′ und Durchgangsbohrungen 6, 6′ der Gleitelemente 4, 4′ geführt sind. Ein Schenkel einer Kupplungshälfte weist Durch gangsbohrungen 11, 11′ für die Verstellschrauben 8, 8′ auf, während der zweite Schenkel mit Gewindebohrungen 7, 7′ versehen ist, in welche die Verstellschrauben 8, 8′ eingreifen. The adjusting screws 8 , 8 'brace the two legs of the U-shaped coupling halves 1 , 1 ' against the sliding elements 4 , 4 '. They can be designed as through screws which are guided through through bores 11 , 11 'of the coupling halves 1 , 1 ' and through bores 6 , 6 'of the sliding elements 4 , 4 '. One leg of a coupling half has through holes 11 , 11 'for the adjusting screws 8 , 8 ', while the second leg is provided with threaded holes 7 , 7 ', in which the adjusting screws 8 , 8 ' engage.

Für die Gegenschrauben 9, 9′ ist nur an einem Schenkel einer Kupplungshälfte eine Gewindebohrung 7, 7′ vorgesehen (siehe Fig. 1 links und Fig. 2 rechts), in die die Gegenschraube (9, 9′) eingeschraubt wird. Diese stützt sich auf den zweiten Schenkel ab und wirkt auf diese Weise der Klemmkraft der Ver stellschrauben 8, 8′ entgegen. Durch die Gegenschrauben 9, 9′ kann die Klemmkraft bzw. die Verspannung durch die Verstell schrauben 8, 8′ soweit aufgehoben werden, daß noch Spielfrei heit in der Anordnung besteht, die Pressung an den Gleitpaa rungen 4, 4′ jedoch zurückgenommen oder aufgehoben ist.For the counter screws 9 , 9 ', a threaded bore 7 , 7 ' is provided only on one leg of a coupling half (see Fig. 1 left and Fig. 2 right) into which the counter screw ( 9 , 9 ') is screwed. This is based on the second leg and in this way acts against the clamping force of the adjusting screws 8 , 8 '. By the counter screws 9 , 9 ', the clamping force or the tension by the adjustment screws 8 , 8 ' can be canceled so far that there is still play in the arrangement, the pressure on the sliding pairs 4 , 4 ', however, is withdrawn or canceled .

Anstelle von Gegenschrauben können auch anders ausgebildete Entlastungselemente, z. B. Federelemente mit geeigneter Stei figkeit, vorgesehen werden.Instead of counter screws, other trained ones can be used Relief elements, e.g. B. spring elements with suitable Stei ability to be provided.

Die Kupplung kann in nicht dargestellter Weise erfindungsgemäß auch so ausgebildet werden, daß die Gleitelemente an den Kupp lungshälften und die Gleitführungen am Mittelstück angeformt sind. Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Gleitelemente des Mittelstücks oder der Kupplungshälften gegen die Gleitführungen der Kupplungshälften oder des Mittelstücks durch Spreizen verspannbar sind. Die Gegenschrauben würden dann als Klemmschrauben ausgebildet sein.The clutch can be according to the invention in a manner not shown also be designed so that the sliding elements on the dome halves and the slide guides are formed on the center piece are. It can further be provided according to the invention that the Sliding elements of the center piece or the coupling halves against the sliding guides of the coupling halves or the center piece can be braced by spreading. The counter screws would then be designed as clamping screws.

Die Kupplung kann durch die Anschlußelemente 10, 10′, die an den Kupplungshälften 1, 1′ angebaut sind, mit den zu kuppelnden Bauteilen, z. B. einer hydro-dynamischen Antriebseinrichtung und einem Prüfling, verbunden werden. Die Verbindung zwischen der Kupplung und den zu kuppelnden Bauteilen kann auch anders als dargestellt ausgeführt sein.The clutch can through the connecting elements 10 , 10 ', which are attached to the coupling halves 1 , 1 ', with the components to be coupled, for. B. a hydrodynamic drive device and a test object. The connection between the coupling and the components to be coupled can also be designed differently than shown.

Claims

1. Torsionally rigid coupling for the transmission of torques, the radial and axial position changes of the construction to be coupled parts as well as permits or compensates for angular movements, with two coupling halves and a center piece, with mutually opposite and mutually perpendicular sliding elements with parallel sliding surfaces, which are mounted in assigned slide guides are characterized in that the sliding guides and the sliding surfaces are braced against each other.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the sliding guides ( 3 , 3 ') of the coupling halves ( 1 , 1 ') or the center piece ( 2 ) by adjusting elements against the sliding surfaces ( 5 , 5 ') of the sliding elements ( 4 , 4th ') Of the telstücks or the coupling halves ( 1 , 1 ') are braced.

3. Coupling according to one or more of the preceding An sayings, characterized in that the sliding elements of the center piece or the coupling halves by Ver adjusting elements against the sliding guide of the coupling halves or the middle piece can be clamped.

4. Coupling according to one or more of the preceding claims, characterized in that the adjusting elements are preferably arranged on the coupling halves ( 1 , 1 ') angeord nete adjusting screws ( 8 , 8 ').

5. Coupling according to one or more of the preceding claims, characterized in that on the braceable components (sliding elements or sliding guides) discharge elements, for example in the form of counter screws ( 9 , 9 ') preferably for the sliding guide ( 3 , 3 ') of the coupling halves ( 1 , 1 ') are arranged, which have a high rigidity and counteract the bracing by means of the adjusting screws ( 8 , 8 ').

6. Coupling according to one or more of the preceding claims, characterized in that the Verstellschrau ben ( 8 , 8 ') and the relief elements or counter screws ( 9 , 9 ') in through holes ( 6 , 6 ') preferential way of the sliding elements ( 4 , 4 ') are arranged, wherein the diameter of the through holes ( 6 , 6 ') is larger than the diameter of the adjusting and counter screws ( 8 , 8 ', 9 , 9 ') or the relief elements.

7. Coupling according to one or more of the preceding An sayings, characterized in that the number, size and arrangement of the adjustment elements and possibly the discharge Stungselemente is chosen so that in the sliding pairings a uniform surface pressure is brought about.

8. Coupling according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sliding surfaces ( 5 , 5 ') of the sliding elements ( 4 , 4 ') and / or the sliding guides ( 3 , 3 ') with a friction and / or low-wear coating are provided.