DE102006042301A1

DE102006042301A1 - Membranausgleichskupplung und Lochlaibungsverbindung

Info

Publication number: DE102006042301A1
Application number: DE102006042301A
Authority: DE
Inventors: Matthias Geislinger; Cornelius Geislinger
Original assignee: Geislinger GmbH
Current assignee: Geislinger Group GmbH
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-09
Also published as: AU2007202940A1; US20080064510A1; JP2008064305A; CN100572842C; KR20080023111A; AU2007202940B2; CN101140015A; US7677980B2; KR100942295B1; JP4565167B2; DE102006042301B4

Abstract

Eine Membranausgleichskupplung umfasst ein erstes Ausgleichselement (4) aus Faserverbundwerkstoff mit zwei einander gegenüberliegenden Membranen (5, 6), ein zweites Ausgleichselement (7) sowie ein zwischen diesen eingegliedertes Zwischenrohr (10). Das erste und zweite Ausgleichselement (4, 7) weisen an ihrer zu dem Zwischenrohr (10) weisenden Seite jeweils einen radial nach innen gerichteten Verbindungsflansch (13, 14) auf. Das Zwischenrohr (10) ist lösbar mit den Verbindungsflanschen (13, 14) gekoppelt. Hierdurch wird eine Membranausgleichskupplung mit mindestens zwei Membranen aus Faserverbundwerkstoff geschaffen, die einfach herstellbar und montierbar ist, gleichzeitig geringe Massenträgheiten aufweist und einen großen Winkel-, Radial- und Axialausgleich sowie eine flexible Axiallänge ermöglicht. Weiterhin wird eine für solche Kupplungen besonders geeignete Lochlaibungsverbindung beschrieben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Membranausgleichskupplungen aus Faserverbundwerkstoff. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Lochlaibungsverbindung zur Kopplung von Flanschen aus Faserverbundwerkstoff, die sich besonders für den Einsatz in Membranausgleichskupplungen eignet.
Membranausgleichskupplungen ermöglichen über wenigstens eine verformbare Membran aus Faserverbundwerkstoff einen Ausgleich betriebsbedingter Winkel- und Längenabweichungen zwischen drehenden Maschinenelementen, beispielsweise einem Ausgangsglied eines Motors und einem Eingangsglied einer angetriebenen Einheit, beispielsweise eines Getriebes. Da die Lebensdauer einer Membran aus Faserverbundwerkstoff in starkem Maße von den an ihr auftretenden Verformungen abhängt, ist im statischen Einbauzustand eine Fehlausrichtung der zu koppelnden Maschinenelemente möglichst zu vermeiden. Dementsprechend werden Ausgleichskupplungen mit Membranen aus Faserverbundwerkstoff vorzugsweise dort eingesetzt, wo ein aus Gründen der Schwingungsisolation elastisch gelagertes Antriebsaggregat an ein feststehendes Getriebe oder einen nachfolgenden Antriebsstrang angeschlossen werden muss. Die hierbei auftretenden dynamischen Veränderungen des Ausrichtungswinkels und des Abstands zwischen den zu koppelnden Maschinenelementen werden durch eine Verwölbung der Membran ausgeglichen. In radialer Richtung ist eine Membran hingegen verhältnismäßig starr. Zum Ausgleich von großen radialen Verlagerungen werden mindestens zwei Membranen in möglichst großem Axialabstand benötigt.
Eine einstückige Membranausgleichskupplung aus Faserverbundwerkstoff ist aus der AT 395 900 B bekannt. Diese Kupplung weist zwei vorgefertigte Membranen auf, die über einen Rohrabschnitt fest verbunden sind. Das hierzu erforderliche Verkleben der Membranen mit dem Rohrabschnitt unter Verwendung einer zusätzlichen Muffe ist jedoch fertigungstechnisch ausgesprochen aufwändig und kann daher nicht am Einbauort erfolgen. Zudem ist die handhabbare Axiallänge solcher Kupplungen durch die räumlichen Gegebenheiten am Einbauort, wie beispielsweise in einem Maschinenraum eines Schiffs, oftmals sehr stark eingeschränkt. Da derartige Kupplungen in der Regel nach dem Antriebsaggregat oder dem Getriebe eingebaut werden, kann bei größeren Abständen eine Kupplung nach der AT 395 900 B nicht mehr oder allenfalls mit großem Aufwand an den Einbauort gebracht oder ohne Zerstörung wieder ausgebaut werden. Desweiteren ergeben sich aufgrund der radial weit außenliegenden Befestigungselemente verhältnismäßig hohe Massenträgheiten, die im Hinblick auf Torsionsschwingungen in der Regel unerwünscht sind.
Eine weitere Membranausgleichskupplung ist aus der AT 403 837 B bekannt. Diese weist zwei Ausgleichselemente mit jeweils einer verformbaren Membran aus Faserverbundwerkstoff auf, an deren Außenumfang ein Rohrabschnitt integral angeformt ist. Die beiden Rohrabschnitte sind über Befestigungsschrauben lösbar miteinander verbunden. Fertigungsbedingt lassen sich derartige Membranausgleichskupplungen jedoch nur mit geringer Axiallänge herstellen, da die Membranen üblicherweise in Handtechnik hergestellt werden. Zudem ergeben sich wie bei der Kupplung nach der AT 395 900 B aufgrund der radial weit außenliegenden Befestigungselemente verhältnismäßig hohe Massenträgheitsmomente.
Weiterhin wird in der AT 403 837 B vorgeschlagen, die Membranteile und Rohrabschnitte als Einzelteile vorzufertigen und anschließend durch Verkleben oder Verschrauben zu einer Konstruktionseinheit zu verbinden. Im erstgenannten Fall führt dies wiederum zu einem erheblichen Fertigungsaufwand, während im letztgenannten Fall die Massenträgheitsmomente weiter zunehmen.
Schließlich ist aus der EP 1 526 299 A1 eine Membranausgleichskupplung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bekannt. Auch hier kommen zwei separate Ausgleichselemente aus Faserverbundwerkstoff zum Einsatz. Jedes Ausgleichselement weist eine verformbare Membran sowie eine diesem gegenüberliegende, steifere Membran auf. Beide Membranen sind an ihrem Außenumfang integral miteinander verbunden. Zudem ist an die steiferen Membranen ein Rohrabschnitt angeformt, der an seinem freien Ende einen radial nach außen gerichteten Verbindungsflansch ausbildet. Beide Rohrabschnitte sind an den Verbindungsflanschen durch Befestigungsschrauben lösbar miteinander verbunden. Diese Kupplung wird im zusammengebauten Zustand beispielsweise zwischen einem Antriebsaggregat und einem Getriebe eingebaut. Um eine Befestigung der Ausgleichselemente an entsprechenden Flanschen eines Antriebsaggregats und einer anzutreibenden Einheit von der Seite der Kupplung her zu ermöglichen, weist die jeweils außenliegende Membran Befestigungsöffnungen und die weitere Membran diesen vorgelagerte Durchgriffsöffnungen auf. Zwar gestattet diese Bauweise geringere Massenträgheitsmomente. Jedoch ist die Axiallänge der Kupplung und damit auch die Möglichkeit, große Radial- und Winkeländerungen auszugleichen, fertigungsbedingt beschränkt. Weiterhin ist die Gestalt der Ausgleichselemente herstellungstechnisch sehr aufwändig.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Membranausgleichskupplung mit wenigstens zwei Membranen aus Faserverbundwerkstoff zu schaffen, die einfach herstellbar und montierbar ist, gleichzeitig geringe Massenträgheitsmomente aufweist und einen hohen Winkel-, Radial- und Axialausgleich sowie eine flexible Axiallänge ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Membranausgleichskupplung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Kupplung umfasst ein erstes Ausgleichselement aus Faserverbundwerkstoff mit zwei einander gegenüberliegenden Membranen und ein zweites Ausgleichselement. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem ersten Ausgleichselement und dem zweiten Ausgleichselement ein Zwischenrohr eingegliedert ist, das erste Ausgleichselement an seiner zu dem Zwischenrohr weisenden Seite einen radial nach innen gerichteten Verbindungsflansch ausbildet, das zweite Ausgleichselement an seiner zu dem Zwischenrohr weisenden Seite einen radial nach innen gerichteten Verbindungsflansch aufweist und das Zwischenrohr lösbar mit den Verbindungsflanschen des ersten und zweiten Ausgleichselements gekoppelt ist.
Im Vergleich zu den oben erläuterten Kupplungen ermöglicht die erfindungsgemäße Kupplung bei gleichem Drehmoment und maximal zulässigem Winkelfehler einen geringeren Außendurchmesser. Durch die modulare Bauweise mit zwei Ausgleichselementen und einem diese verbindenden Zwischenrohr sowie die Anordnung der Verbindungsflansche ergeben sich in ihrer Formgebung einfach herstellbare Komponenten, die sich gut aus Faserverbundwerkstoffen herstellen lassen. Zudem bleiben die Massenträgheitsmomente gering.
Durch die Doppelmembran wird überdies ein gutes Biegeverhalten bei ausreichender Beulsicherheit erzielt, so dass auch bei verhältnismäßig kurzer Axiallänge große Winkelfehler ausgeglichen werden können. Über das Zwischenrohr kann überdies die Länge der Kupplung beliebig an die jeweilige Einbausituation angepasst werden, ohne dass die Ausgleichselemente modifiziert werden müssen.
Die vorstehend genannte modulare Bauweise ermöglicht auch unter beengten räumlichen Gegebenheiten eine einfache Montage. Aufgrund ihres einfachen Aufbaus kann die Kupplung problemlos zwischen bereits in ihrer Montageposition befindliche Maschinenelemente eingefügt werden. Durch eine entsprechende Ausgestaltung ist eine Montage und Demontage der beiden Ausgleichselemente an dem jeweiligen Maschinenelement von der Seite der Kupplung aus möglich. Das Gewicht der einzelnen Komponenten beträgt selbst beim Einsatz in Schiffsantrieben nicht mehr als von Hand tragbar ist, so dass diese ohne Hebevorrichtungen an Ort und Stelle gebracht werden können. Die Zeit für den Ein- und Ausbau einer Membranausgleichskupplung wird dadurch erheblich verringert.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausgleichselemente und das Zwischenrohr derart konfiguriert, dass das Zwischenrohr in Radialrichtung zwischen die bereits in Montageposition befindlichen ersten und zweiten Ausgleichselemente einführbar ist. In diesem Fall können die beiden Ausgleichselemente jeweils von der Seite der Kupplung her an entsprechenden Flanschen des Motors und des Getriebes befestigt werden. Dies gestattet eine maximale Axiallänge zwischen den Membranen und damit ein hohes Ausgleichsvermögen der Kupplung in Bezug auf dynamische Ausrichtungsfehler. Zudem bleibt hierdurch der Platzbedarf für den Anschluss auf Seiten des Motors und des Getriebes minimal.
Wird das Zwischenrohr durch eine flexible Schottdichtung hindurchgeführt, ist es hingegen zweckmäßig, zunächst das Zwischenrohr sowie eines der Ausgleichselemente zu montieren. Das verbleibende Ausgleichselement kann hernach durch eine Bewegung in Radialrichtung in seine Anschlussposition an dem Zwischenrohr gebracht werden. In diesem Fall muss jedoch die Befestigung des Ausgleichselements von außen erfolgen, wenn die Membranen nicht durch Durchgriffsöffnungen wie in der EP 1 526 299 A1 beschrieben geschwächt und durch große Anschlussflansche erhöhte Massenträgheitsmomente in Kauf genommen werden sollen.
Für den radialen Einbau des Zwischenrohrs bzw. eines der Ausgleichselemente ist es vorteilhaft, das Zwischenrohr an seinen Enden mit radial nach außen gerichteten Verbindungsflanschen zum Anschluss an die Verbindungsflansche der Ausgleichselemente auszubilden. Bevorzugt wird das Zwischenrohr einstückig aus Faserverbundwerkstoff hergestellt, wodurch das Bauteilgewicht auch bei großen Axiallängen gering bleibt. Für eine etwaige Schottdichtung kann in vorteilhafter Ausgestaltung am Außenumfang des Zwischenrohrs aus Faserverbundwerkstoff ein Metall- oder Kunststoffring ortsfest zur Abdichtung angeordnet werden.
Die Verbindung des Zwischenrohrs mit einem Ausgleichselement zum Zweck der Drehmomentübertragung erfolgt mittels Lochlaibungsverbindungen, um Verspannungen des Faserverbundwerkstoffs im Bereich der Verbindungsflansche zu vermeiden. Letztere sind hierzu mit Befestigungsöffnungen versehen, in die sich jeweils eine Hülse einer Lochleibungsverbindung hineinerstreckt.
Vorzugsweise kommt hierfür eine erfindungsgemäße Lochlaibungsverbindung für Flansche aus Faserverbundwerkstoff zum Einsatz, welche eine Hülse zur Durchführung durch entsprechende Öffnungen an den zu verbindenden Flanschen umfasst, wobei die Hülse an einem Ende einen radialen Kragen ausbildet. Weiterhin umfasst die Lochlaibungsverbindung einen Gegenhalter mit einem radialen Kragen und eine Halteschraube zum axialen Sichern der Hülse an dem Gegenhalter. Die zu verbindenden Flansche sind zwischen den beiden Kragen aufnehmbar. Da über die Halteschrauben kein Drehmoment übertragen wird, können diese, für die Massenträgheitsmomente günstig, sehr klein und damit leichtgewichtig ausgeführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können auf der Hülse ein oder mehrere Distanzringe angeordnet sein. Über diese lassen sich beim Einbau kleinere Abweichungen des Abstands zwischen den zu koppelnden Maschinenelementen in den Lochlaibungsverbindungen ausgleichen, so dass die Membranen im statischen Einbauzustand weitestgehend unverformt sind. Dies ist für eine hohe Lebensdauer der Kupplung vorteilhaft.
Weiterhin können an dem Kragen der Hülse eine oder mehrere durchgehende Gewindeöffnungen ausgebildet sein, wobei gleichzeitig unmittelbar unter dem Kragen auf der Hülse eine Scheibe angeordnet ist. Dies ermöglicht durch Einschrauben von Gewindebolzen einerseits eine einfache Demontage der Hülse, andererseits kann bei unterschiedlicher Axiallänge von Scheibe und Distanzringen durch Positionstausch ein grober Axiallängenausgleich der Kupplung erfolgen.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die einander gegenüberliegenden Membranen eines Ausgleichselements an ihrem Außenumfang integral miteinander verbunden. Dabei können die einander gegenüberliegenden Membranen in ihrer Haupterstreckungsebene jeweils eine oder mehrere Wölbungen aufweisen, wodurch das Verformungspotential erhöht wird. Zudem können die einander gegenüberliegenden Membranen durch Einbettung nichtleitender Faserkomponenten elektrisch gegeneinander isoliert werden, um beispielsweise das Fließen von Kriechströmen weitgehend zu unterbinden.
Für eine einfache Montage und Demontage ist es ferner vorteilhaft, wenn das erste Ausgleichselement an seiner von dem Zwischenrohr abgewandten Seite einen vorzugsweise radial nach innen gerichteter Verbindungsflansch mit einer Vielzahl von Befestigungsöffnungen ausbildet und diese Befestigungsöffnungen durch eine zentrale Öffnung des gegenüberliegenden, zwischenrohrseitigen Verbindungsflanschs zugänglich sind.
Prinzipiell können das erste und zweite Ausgleichselement gleichartig ausgebildet sein. In diesem Fall weist das zweite Ausgleichselement als Integralbauteil aus Faserverbundwerkstoff zumindest zwei einander gegenüberliegende Membranen auf, die jeweils einen vorzugsweise radial nach innen weisenden Verbindungsflansch ausbilden. Jedoch kann als zweites Ausgleichselement auch ein Kupplungsglied wie in der AT 409 532 B beschrieben zum Einsatz kommen, das einen Elastomerkörper aufweist, der zwei ringförmige Membranen aus Faserverbundwerkstoff miteinander verbindet. Vorzugsweise ist hierbei an der zwischenrohrseitigen Membran ein radial nach innen gerichteter Verbindungsflansch ausgebildet.
Zur Beruhigung von Axialschwingungen kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eine Scheibe mit einem Magneten zwischen ein Ausgleichselement und das Zwischenrohr eingegliedert werden, wobei der Magnet innerhalb des Ausgleichselements und/oder des Zwischenrohrs angeordnet ist und mit einem magnetischen Gegenstück am Motor oder Getriebe zusammenwirkt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Teilschnittansicht einer Membranausgleichskupplung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Teilschnittansicht einer Membranausgleichskupplung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Schottdichtung,
3 eine Teilschnittansicht einer Membranausgleichskupplung nach einem dritten Ausführungsbeispiel mit einem modifizierten zweiten Ausgleichselement, und in
4 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lochlaibungsverbindung.
Das erste Ausführungsbeispiel zeigt eine Membranausgleichskupplung 1 im Einbauzustand zwischen einem elastisch gelagerten Motor 2 und einer angetriebenen Einheit 3. Die Kupplung 1 ist modular aus drei Komponenten aufgebaut. Sie umfasst ein erstes Ausgleichselement 4 mit zwei einander gegenüberliegenden Membranen 5 und 6, ein zweites Ausgleichselement 7 mit zwei einander gegenüberliegenden Membranen 8 und 9 sowie ein zwischen diesen eingegliedertes Zwischenrohr 10. Jede dieser Komponenten ist als Integralbauteil aus Faserverbundwerkstoff hergestellt. Die Ausgleichselemente 4 und 7 werden je nach Anwendungszweck mit in Harz eingebetteten Glas- und/oder Kohlefasern gefertigt. Zwar ist die maximale Axiallänge der Ausgleichselemente 4 und 7 fertigungsbedingt beschränkt, jedoch kann über das Zwischenrohr 10 eine Längenanpassung an die jeweilige Einbausituation vorgenommen werden.
Die Membranen 5 und 6 bzw. 8 und 9 der Ausgleichselemente 4 und 7 sind an ihrem Außenumfang durch einen im wesentlichen zylindrischen Verbindungsabschnitt 11 bzw. 12 miteinander verbunden. Durch die Einbettung nichtleitender Faserkomponenten kann eine elektrische Isolierung erzielt werden. Hierfür werden vorzugsweise im Bereich der Verbindungsabschnitte 11 bzw. 12 ausschließlich nichtleitende Fasern wie Glasfasern verwendet. Weiterhin sind die Membranen 5 und 6 bzw. 8 und 9 mit Wölbungen versehen, um im Vergleich zu einer flachen Membran das Verformungsvermögen zu erhöhen und die Reaktionskräfte zu verringern. Die Membranen bilden an ihrem Innenumfang radial nach innen gerichtete Verbindungsflansche 12, 13, 14 und 15 aus. Diese Verbindungsflansche 12, 13, 14 und 15 weisen jeweils eine Vielzahl von Befestigungsöffnungen auf. Insgesamt ergibt sich so eine einfache und von der benötigten Axiallänge der Kupplung unabhängige Form, was zu erheblichen Fertigungsvorteilen führt.
Wie 1 zeigt, sind die Ausgleichselemente 4 und 7 an entsprechenden Flanschen 16 und 17 des Motors 2 bzw. der angetriebenen Einheit 3 mittels vorgespannter Befestigungsschrauben 18 und 19 von der Seite des Kupplung 1 her befestigt, wobei die Drehmomentübertragung zu den betreffenden Verbindungsflanschen 12 und 15 über die Lochlaibungen der Befestigungsöffnungen erfolgt. Die Verbindungsflansche 12 und 15 sind radial weiter nach innen gezogen, als die zwischenrohrseitigen Verbindungsflansche 13 und 14, so dass die Befestigungsschrauben 18 und 19 durch Zentralöffnungen 20 und 21 der zwischenrohrseitigen Verbindungsflansche 13 und 14 zugänglich sind.
An die letztgenannten Verbindungsflansche 13 und 14 ist das Zwischenrohr 10 über weiter unten näher erläuterte Lochlaibungsverbindungen 22 lösbar angekoppelt. Das Zwischenrohr 10 weist an seinen beiden Enden jeweils radial nach außen gerichtete Verbindungsflansche 23 und 24 auf, die mit einer Vielzahl von Befestigungsöffnungen versehen sind. Befinden sich die Ausgleichselemente 4 und 7 bereits in ihrer Einbauposition, kann das Zwischenrohr 10 radial zwischen diese eingeführt werden, bis die jeweiligen Verbindungsflansche 13 und 23 bzw. 14 und 24 einander gegenüberliegen. Anschließend erfolgt eine nahezu axialkraftfreie Kopplung mittels der Lochlaibungsverbindungen 22. Diese gestatten einen groben axialen Distanzausgleich und ermöglichen so einen im wesentlichen spannungsfreien Einbau der Membranen 5 und 6 sowie 8 und 9.
Dies ermöglicht ferner eine einfache Handhabung und Montage, da die einzelnen Komponenten separat und selbst bei engen Maschinenräumen ohne Hebezeuge an den Einbauort gebracht werden können. Durch die Befestigung von der Seite der Kupplung her kann überdies der Abstand zwischen dem Motor 2 und der anzutreibenden Einheit 3 optimal ausgenutzt werden, um die maximalen dynamischen Radial- und Winkelfehler klein zu halten.
Weiterhin kann, wie in 1 dargestellt, eine Scheibe 25 mit einem Magneten 26 zwischen einem Ausgleichselement 7 und dem Zwischenrohr 10 eingegliedert sein. Der Magnet 26 befindet sich hierbei innerhalb der Kupplung 1 und liegt einem in das Ausgleichselements 7 hineinragenden Abschnitt des Flansches 17 der anzutreibenden Einheit 3 gegenüber. Dadurch können eventuell auftretende Axialschwingungen beruhigt werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel einer Membranausgleichskupplung ist in 2 dargestellt, deren Ausgleichselemente 4 und 7 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind. Bei langen Abständen zwischen Motor und Getriebe muss das Zwischenrohr 10 bisweilen durch eine Schottwand 27 hindurchgeführt werden. In diesem Fall wird am Außenumfang des Zwischenrohrs 10 aus Faserverbundwerkstoff zusätzlich ein etwas erhabener Metall- oder Kunststoffring 28 vorgesehen, der mit einem an der Schottwand 27 festgelegten, radial geteilten Dichtring 29 eine flexible Gleitdichtung bildet.
Beim Einbau wird hier zunächst das Zwischenrohr 10 eingebaut. Erst dann werden die Ausgleichselemente 4 und 7 radial in ihre Anschlussposition eingefügt. Der Anschluss an das Zwischenrohr 10 erfolgt in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Da die vom Zwischenrohr 10 abgewandten Verbindungsflansche 12 und 15 von der Seite der Kupplung her nicht mehr zugänglich sind, muss im Bereich der Flansche 16 und 17 des Motors 2 bzw. der anzutreibenden Einheit 3 ein ausreichender Montageraum für die nun umgekehrt eingebauten Befestigungsschrauben 18 und 19 vorgesehen werden.
Wie in 3 anhand eines dritten Ausführungsbeispiels gezeigt, kann eines der Ausgleichselemente als Elastomerkupplungsglied 30 ausgeführt werden. Das Elastomerkupplungsglied 30 umfasst zwei ringförmige Membranen 31 und 32, die jeweils aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt und mit Wölbungen versehen sein können. Zwischen den Membranen 31 und 32 ist ein Elastomerkörper 33 eingegliedert und vorzugsweise an diese anvulkanisiert. Die zu dem Zwischenrohr 10 weisende Membran 32 weist einen radial nach innen gerichteten Verbindungsflansch 34 auf, der entsprechend den Verbindungsflanschen 13 und 14 der ersten beiden Ausführungsbeispiele ausgestaltet ist. Der Anschluss an das Zwischenrohr 10 erfolgt auch hier über Lochleibungsverbindungen 22. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die weitere Membran 31 an ihrem Außenrand an einem mit dem Ausgangsglied eines Motors oder dem Eingangsglied einer anzutreibenden Einheit koppelbaren Zwischenflansch 35 befestigt. Es ist jedoch auch möglich, anstelle eines Zwischenflanschs 35 die Membran 31 wie die Membranen 5 bzw. 9 der ersten beiden Ausführungsbeispiele an einen Motor oder eine anzutreibende Einheit anzuschließen und hierzu mit einem radial nach innen gerichteten Verbindungsflansch auszuführen, wodurch eine Montage von der Seite der Kupplung her möglich wird.
4 zeigt eine Lochlaibungsverbindung 22 für Flansche aus Faserverbundwerkstoff, wie sie bei den vorstehend erläuterten Membranausgleichskupplungen 1 zum Einsatz kommt. Die Lochlaibungsverbindung 22 umfasst eine Hülse 40, die sich in entsprechende Öffnungen 41 und 42 an den zu verbindenden Flanschen, beispielsweise den Verbindungsflanschen 13 und 23 erstreckt. Die Hülse 40 bildet an einem Ende einen radialen Kragen 43 aus. Weiterhin umfasst die Lochlaibungsverbindung 22 einen Gegenhalter 44 mit einem radialen Kragen 45. Der Gegenhalter 44 kann sich mit einem Ringabsatz 46 in eine der Öffnungen 41 bzw. 42 hineinerstrecken und an dem betreffenden Flansch gegen ein Lösen fixiert werden. Weiterhin ist eine Halteschraube 47 zum axialen Sichern der Hülse 40 an der Stirnwand 48 des Gegenhalters 44 vorgesehen. Bei der Montage der Lochlaibungsverbindung 22 wird die Hülse 40 in die Öffnungen 41 und 42 eingeführt. Dabei können zum axialen Längenausgleich zusätzlich ein oder mehrere Distanzringe 49 auf dem Außenumfang der Hülse 40 angeordnet werden. Die Hülse 40 wird dann mittels der Halteschraube 47 gegen den Gegenhalter 44 axial verspannt. Da über die Halteschraube 47 kein Drehmoment übertragen wird und diese lediglich der Axialsicherung dient, kann diese relativ klein und damit leichtgewichtig ausgeführt werden. Im Montagezustand sind die zu verbindenden Flansche 13 und 23 sowie gegebenenfalls vorhandene Distanzringe 49 zwischen den Kragen 43 und 45 ohne merkliche axiale Verspannung angeordnet. Über die axiale Länge der Distanzringe 49 kann der Abstand zwischen den Flanschen 13 und 23 eingestellt werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind an dem Kragen 43 der Hülse 40 mehrere durchgehende Gewindeöffnungen 50 vorgesehen. Zudem ist unmittelbar unter dem Kragen 43 eine Scheibe 51 aus Metall auf der Hülse 40 angeordnet. Hierdurch kann bei der Demontage mittels Gewindebolzen die passgenau in die Öffnungen 41 und 42 eingefügte Hülse 40 aus den Flanschen herausgedrückt werden. Zudem kann hierüber durch unterschiedliche Axiallänge von Distanzringen 49 und Scheiben 51 durch Positionstausch eine Grobjustierung des axialen Längenausgleichs erfolgen.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.

Claims

Membranausgleichskupplung, umfassend: – ein erstes Ausgleichselement (4) aus Faserverbundwerkstoff mit zwei einander gegenüberliegenden Membranen (5, 6), und – ein zweites Ausgleichselement (7), dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen dem ersten Ausgleichselement (4) und dem zweiten Ausgleichselement (7) ein Zwischenrohr (10) eingegliedert ist, – das erste Ausgleichselement (4) an seiner zu dem Zwischenrohr (10) weisenden Seite einen radial nach innen gerichteten Verbindungsflansch (13) ausbildet, – das zweite Ausgleichselement (7) an seiner zu dem Zwischenrohr (10) weisenden Seite einen radial nach innen gerichteten Verbindungsflansch (14) aufweist, und – das Zwischenrohr (10) lösbar mit den Verbindungsflanschen (13, 14) des ersten und zweiten Ausgleichselements (4, 7) gekoppelt ist.
Membranausgleichskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrohr (10) an seinen Enden radial nach außen gerichtete Verbindungsflansche (23, 24) zum Anschluss an die Verbindungsflansche (13, 14) der Ausgleichselemente (4, 7) aufweist.
Membranausgleichskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrohr (10) einstückig aus Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Verbindungsflansche (13, 23) des Zwischenrohrs (10) und des ersten Ausgleichselements (4) zur Übertragung eines Drehmoments mittels Lochlaibungsverbindungen (22), vorzugsweise Lochlaibungsverbindungen nach einem der Ansprüche 15 bis 17, verbunden sind, die jeweils eine Hülse (40) umfassen, welche sich in entsprechende Befestigungsöffnungen (41, 42) an den Verbindungsflanschen (13, 23) erstreckt.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Montageposition des Zwischenrohrs (10) das erste Ausgleichselement (4) durch eine Bewegung in Radialrichtung in eine Anschlussposition an dem Zwischenrohr (10) bringbar ist.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Zwischenrohrs (10) aus Faserverbundwerkstoff ein Metall- oder Kunststoffring ortsfest angeordnet ist.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Montageposition des ersten und zweiten Ausgleichselements (4, 7) das Zwischenrohr (10) in Radialrichtung zwischen das erste und zweite Ausgleichselement (4, 7) einführbar ist.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Membranen (5, 6; 8, 9) an ihrem Außenumfang integral miteinander verbunden sind.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Membranen (5, 6; 8, 9) in ihrer Haupterstreckungsebene jeweils eine oder mehrere Wölbungen aufweisen.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Membranen (5, 6; 8, 9) durch Einbettung nichtleitender Faserkomponenten elektrisch gegeneinander isoliert sind.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ausgleichselement (4) an seiner von dem Zwischenrohr (10) abgewandten Seite einen vorzugsweise radial nach innen gerichteten Verbindungsflansch (12) mit einer Vielzahl von Befestigungsöffnungen ausbildet und diese Befestigungsöffnungen durch eine zentrale Öffnung (20) des gegenüberliegenden, zwischenrohrseitigen Verbindungsflanschs (13) zugänglich sind.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheibe (25) mit einem Magneten (26) zwischen einem Ausgleichselement (4; 7) und dem Zwischenrohr (10) eingegliedert ist, wobei der Magnet (26) innerhalb der Kupplung angeordnet ist.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ausgleichselement (7) als Integralbauteil aus Faserverbundwerkstoff mit zwei einander gegenüberliegenden Membranen (8, 9) und radial nach innen gerichteten Verbindungsflanschen (14, 15) ausgebildet ist.
Membranausgleichskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeiehnet, dass eines oder beide Ausgleichselemente (4, 7) einen Elastomerkörper (33) aufweisen, der zwei ringförmige Membranen (31, 32) aus Faserverbundwerkstoff miteinander verbindet.
Lochlaibungsverbindung für Flansche aus Faserverbundwerkstoff, umfassend: – eine Hülse (40) zur Durchführung durch entsprechende Öffnungen (41, 42) an den zu verbindenden Flanschen (13, 23), wobei die Hülse (40) an einem Ende einen radialen Kragen (43) ausbildet, – einen Gegenhalter (44) mit einem radialen Kragen (45), sowie – eine Halteschraube (47) zum axialen Verspannen der Hülse (40) gegen den Gegenhalter (44), wobei die zu verbindenden Flansche (13, 23) zwischen den beiden Kragen (43, 45) aufnehmbar sind.
Lochlaibungsverbindung für Flansche aus Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Hülse (40) ein oder mehrere Distanzringe (49) angeordnet sind.
Lochlaibungsverbindung für Flansche aus Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch unterschiedliche Axiallänge von Distanzringen (49) und Scheiben (51) durch Positionstausch ein grober axialer Längenausgleich möglich ist.