Biegeelastische Wellenkupplung Die Erfindung betrifft biegeelastische
Wellenkupplungen, wie sie beispielsweise bei Schiffsantrieben vielfach Verwendung
finden, um gewisse Winkelabweichungen der beiden Wellenachsen zueinander zu -ermöglichen.
Es sind derartige Kupplungen bekannt, bei denen. z. B. das Drehmoment durch konzentrisch
zur Wellenachse angeordnete Schraubenfedern von .einem Kupplungsteil auf den anderen
übertragen wird. Kupplungen dieser Art sind zwar imstande, verhältnismäßig hohe
Drehmomente zu übertragen; Druck- bzw. Zugkräfte, die in Richtung der Wellenachse
wirken, können sie aber nicht aufnehmen, da die einzelnen Windungen der Schraubenfedern
nicht aneinanderliegen und sie beim Auftreten von Kräften in der Achsrichtung erst
zusammengedrückt werden müssen, wozu eine erhebliche Wellenverschiebung notwendig
wäre. Einer derartigen Wechselbeanspruchung auf Druck und Zug sind die Federn nicht
gewachsen. Sie würden bei einer solchen Beanspruchung sehr bald zu Bruch gehen.
Dieser Nachteil macht sich besonders bei Schiffsantrieben bemerkbar, bei denen diese
bekannten Kupplungen nur dann verwendbar sind, wenn zwischen Schiffsschraube und
Kupplung ein besonderes Lager eingebaut wird, welches den Schraubendruck bzw. -zug
aufnimmt.Flexibly elastic shaft coupling The invention relates to flexurally elastic shaft couplings
Shaft couplings, such as are often used in ship drives, for example
to allow certain angular deviations of the two shaft axes to one another.
Such couplings are known in which. z. B. the torque through concentric
Coiled springs arranged to the shaft axis from one coupling part to the other
is transmitted. Couplings of this type are capable of relatively high
To transmit torques; Compression or tensile forces in the direction of the shaft axis
act, but cannot absorb them because the individual turns of the coil springs
do not lie against each other and only when forces occur in the axial direction
have to be compressed, which requires a considerable shaft displacement
were. The springs are not subject to such alternating stresses in compression and tension
grown. They would very soon break if subjected to such stress.
This disadvantage is particularly noticeable in ship propulsion systems, where these
known couplings can only be used when between the propeller and
Coupling a special bearing is installed, which the screw pressure or pull
records.
Um diesem Mangel abzuhelfen, sind in der Kupplung nach der Erfindung
Schraubenfedern mit :einander anliegenden Windungen zur Anwendung gebracht, die
in der Achsrichtung; hei den in der Welle gewöhnlich vorkommenden Zug- und Druckbeanspruchungen
unnachgiebig sind, denn in diesem Fall nehmen sämtliche Federn die Beanspruchung
auf. Die Federhälften, die in den beiden Kupplungshälften liegen, sind aber so .elastisch,
daß sie sich gegeneinander verbiegen, wenn sich die beiden Wellen etwas gegeneinander
schief stellen; denn dann wird die Beanspruchung nur von einem kleinen Teil der
Federn aufgenommen, nämlich dem Teil, der in und in der Nähe der Schnittstelle liegt,
die sich aus dem Schnitt der durch die gegeneinander geneigten Wellen gelegten Ebene
mit dem Kreis ergibt, auf dem die Federn angeordnet sind. Die senkrecht zu der Ebene
durch die Wellen liegenden Federn werden nicht beansprucht. Aber auch in diesem
Fall ist die Welle praktisch unverschieblich, weil bei axialen Beanspruchungen sämtliche
Federn beansprucht werden, die eine so geringe
Elastizität haben,
daß sie als starre Körper wirken, wenn sie sämtlich zur Aufnahme der Kräfte herangezogen
werden.In order to remedy this deficiency, are in the coupling according to the invention
Coil springs with: adjacent coils applied to the
in the axial direction; are the tensile and compressive loads that usually occur in the shaft
are intransigent, because in this case all springs take the load
on. The spring halves, which are in the two coupling halves, are so .elastic,
that they bend against each other when the two shafts move somewhat against each other
put crooked; because then the stress is only from a small part of the
Springs added, namely the part that lies in and near the interface,
the one resulting from the section of the plane laid by the mutually inclined waves
with the circle on which the springs are arranged. The perpendicular to the plane
springs lying on the waves are not stressed. But also in this one
In this case, the shaft is practically immovable, because all of them are exposed to axial loads
Springs are stressed that such a small amount
Have elasticity,
that they act as rigid bodies when they are all drawn to absorb the forces
will.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kupplung nach der
Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die Kupplung
nach der Linie I-I in Abb.2 und Abb. 2 einen Querschnitt durch die Kupplung nach
der Linie II-II in Abb. i.In the drawing is an embodiment of a clutch according to the
Invention shown, namely Fig. I shows a longitudinal section through the coupling
according to the line I-I in Fig.2 and Fig. 2 a cross section through the coupling
the line II-II in Fig. i.
Auf das konische Ende der Welle i ist eine Büchse a aufgesetzt und
mittels der Mutter 3 festgehalten. Die Büchse 2 ist ferner mittels der Keile q.
mit der Welle i verbunden. Um den Flansch 5 der Büchse 2 ist ein Ring 6 gelegt.
Der Flansch 5 und der Ring 6 enthalten gemeinsam Bohrungen, deren Mittelpunkte etwa
in der Trennfuge liegen und in welche die Schraubenfedern 7 eingeschoben sind. Die
Federn 7 werden in doppelter Weise in den Bohrungen gehalten, auf der Innenseite
der Kupplung durch den Flansch der Mutter 3 und die auf der Büchse 2 geschraubte
Hülse 8 und auf der Außenseite der Kupplung durch den Flansch 9 der Büchse i o und
die Scheibe i i, welche mittels der Schraubenbolzen 12 von beiden Seiten gegen den
Ring 6 gedrückt werden. Die Büchse io ist auf dem konischen Ende der Welle 13 mittels
Keile 14 und Mutter 15 befestigt. Zur gleichmäßigen Kraftübertragung sind auf beiden
Seiten der Federn 7 noch Druckscheiben 16 und 17 angeordnet. Der Öldichtungsring
18 dient zum öldichten Abschluß der die Federn 7 aufnehmenden Räume. Das Drehmoment
wird von der Welle i bzw. dem Flansch der Büchse 2 über die Schraubenfedern 7 auf
den Ring 6 und die Büchse io übertragen, die mit der zweiten Welle 13 verkeilt ist.
Die gallig ausgebildeten Enden der einander zugekehrten Flächen des Ringes 6 und
des Flansches 5 der Büchse 2 ermöglichen im Zusammenhang mit den Schraubenfedern
7 eine gewisse Schiefstellung der Wellen i und 13 zueinander, ohne daß dadurch die
Übertragung des Drehmomentes beeinträchtigt wird.On the conical end of the shaft i a bushing a is placed and
held by the nut 3. The sleeve 2 is also by means of the wedges q.
connected to the shaft i. A ring 6 is placed around the flange 5 of the sleeve 2.
The flange 5 and the ring 6 together contain bores, the centers of which are approximately
lie in the parting line and into which the coil springs 7 are inserted. the
Springs 7 are held in the bores in two ways, on the inside
the coupling through the flange of the nut 3 and the one screwed onto the sleeve 2
Sleeve 8 and on the outside of the coupling through the flange 9 of the sleeve i o and
the disk i i, which by means of the screw bolts 12 from both sides against the
Ring 6 must be pressed. The sleeve io is on the conical end of the shaft 13 by means
Wedges 14 and nut 15 attached. For even power transmission are on both
Sides of the springs 7 still pressure disks 16 and 17 are arranged. The oil seal ring
18 serves to seal the spaces that accommodate the springs 7 in an oil-tight manner. The torque
is from the shaft i or the flange of the sleeve 2 via the coil springs 7 on
the ring 6 and the sleeve io which is keyed to the second shaft 13 transferred.
The bilious ends of the mutually facing surfaces of the ring 6 and
of the flange 5 of the sleeve 2 allow in connection with the coil springs
7 a certain misalignment of the shafts i and 13 to each other without thereby affecting the
Transmission of the torque is impaired.
Die Druckkräfte nehmen ihren Weg von der Welle 13 über die Büchse
io und deren Flansch 9, die Schraubenfedern 7, die Hülse 8 und die Büchse--,
in die Welle i. Die Zugkräfte dagegen, die beispielsweise bei Rückwärtsfahrt des
Schiffes in der Schraubenwelle 13 auftreten, werden von der Büchse io, den Schrauben
12, der Scheibe i i und den Federn 7 auf die am Ende der Welle i aufgeschraubte
Mutter 3 übertragen. Da die Federn 7 bei der Übertragung des Druckes als starre
Glieder wirken müssen, liegen ihre Schraubenwindungen stets aneinander an. Aus diesem
Grunde besitzen ihre Windungen auch zweckmäßig einen rechteckigen Querschnitt.The compressive forces take their way from the shaft 13 via the sleeve io and its flange 9, the coil springs 7, the sleeve 8 and the sleeve -, into the shaft i. The tensile forces, on the other hand, which occur in the screw shaft 13 when the ship is moving backwards, for example, are transmitted from the bushing io, the screws 12, the washer ii and the springs 7 to the nut 3 screwed onto the end of the shaft i. Since the springs 7 have to act as rigid members when the pressure is transmitted, their screw turns are always in contact with one another. For this reason, their turns also expediently have a rectangular cross section.