DE202007001430U1

DE202007001430U1 - Elastische Steckkupplung

Info

Publication number: DE202007001430U1
Application number: DE200720001430
Authority: DE
Original assignee: Stromag GmbH
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2017-01-23

Abstract

Elastische Steckkupplung mit einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten Kupplungsteil, die mittels wenigstens eines Elastomerelementes (3) miteinander verbunden sind, wobei der zweite Kupplungsteil mehrteilig aufgebaut ist und ein formstabiles Kunststoffteil (4), mit dem das Elastomerelement (3) verbunden ist, sowie ein Nabenteil (5) aufweist, das mit dem Kunststoffteil (4) drehschlüssig und axial steckverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (4) plattenförmig gestaltet ist und Durchtritte (6) aufweist, und dass der Nabenteil (5) mit Steckzapfen (11) versehen ist, die in die Durchtritte (6) des Kunststoffteiles (4) insbesondere passgenau axial einsteckbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Steckkupplung mit einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten Kupplungsteil, die mittels wenigstens eines Elastomerelementes miteinander verbunden sind, wobei der zweite Kupplungsteil mehrteilig aufgebaut ist und ein formstabiles Kunststoffteil, mit dem das Elastomerelement verbunden ist, sowie ein Nabenteil aufweist, das mit dem Kunststoffteil drehschlüssig und axial steckverbunden ist.
Eine derartige elastische Steckkupplung ist aus der DE 297 00 397 U1 bekannt. Die bekannte Steckkupplung weist einen ersten Kupplungsteil auf, der als metallischer Ringflansch ausgeführt ist. Zudem weist sie einen zweiten Kupplungsteil auf, der mehrteilig gestaltet ist. Der zweite Kupplungsteil umfasst einen Kupplungsflansch aus Kunststoff, in den eine hülsenförmige Kupplungsnabe aus Stahl eingeschoben ist. Der Kupplungsflansch aus Kunststoff weist eine Innenverzahnung auf, die auf eine Außenverzahnung der Kupplungsnabe derart abgestimmt ist, dass diese ineinandergesteckt werden können. Der erste Kupplungsteil und der aus Kunststoff bestehende Kupplungsflansch sind mittels eines Elastomerringes miteinander verbunden, der an dem Kupplungsflansch einerseits und dem ersten Kupplungsteil andererseits anvulkanisiert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steckkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine vereinfachte Herstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Kunststoffteil plattenförmig gestaltet ist und Durchtritte aufweist, und dass der Nabenteil mit Steckzapfen versehen ist, die in die Durchtritte des Kunststoffteiles insbesondere passgenau axial einsteckbar sind. Die plattenförmige Gestaltung des Kunststoffteiles ermöglicht eine äußerst kostengünstige Herstellung des Kunststoffteiles. Die insbesondere passgenau axial einsteckbaren Steckzapfen gewährleisten eine sichere Drehschlüssigkeit. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, einfach hergestellte Kunststoffplatten einzusetzen, die keine aufwändige mechanische Bearbeitung benötigen. Vorzugsweise wird ein Kunststoffteil aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial eingesetzt. Das plattenförmige Kunststoffteil ist formstabil gestaltet und zudem geeignet für die Anvulkanisierung eines Elastomerelementes. Vorzugsweise sind mehrere Steckzapfen achsparallel zu einer Drehachse der Steckkupplung an dem Nabenteil ausgerichtet und gleichmäßig über den Umfang des Nabenteiles verteilt angeordnet. Die Durchtritte sind vorzugsweise als zylindrische Bohrungen ausgeführt. Demzufolge sind auch die Steckzapfen bei einer derartigen Ausführungsform zumindest mit ihrem Steckbereich zylindrisch gestaltet. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Durchtritte mit einer anderen Kontur, insbesondere mit Ellipsenkontur, Ovalkontur oder eckiger Kontur versehen, und insbesondere durch Schneiden, vorzugsweise Wasserstrahl- oder Laserschneiden, in das plattenförmige Kunststoffteil eingebracht. Bei einer derartigen Ausführungsform sind die Steckzapfen vorzugsweise mit einer korrespondierend angepaßten Außenkontur versehen.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Durchtritte kreisförmig gestaltet, und die Steckzapfen weisen konisch verjüngte Zentrierspitzen auf. Da durch wird der axiale Steckvorgang zwischen dem Nabenteil und dem Kunststoffteil vereinfacht. Denn die konisch verjüngten Zentrierspitzen bewirken bei einem Steckvorgang eine Vorzentrierung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Nabenteil eine Nabenhülse sowie einen Ringflansch auf, an dem die Steckzapfen gleichmäßig über den Umfang des Ringflansches verteilt angeordnet sind. Der Nabenteil ist aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, hergestellt. Der Ringflansch und die Nabenhülse sind vorzugsweise ein gemeinsames, einstückiges Bauteil. Die Steckzapfen sind entweder als einstückige Teile gemeinsam mit dem Ringflansch ausgeformt, oder gemäß einer anderen Ausführungsform separat hergestellt und mit dem Ringflansch durch Verschweißung oder eine mechanische Befestigung verbunden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kunststoffteil als gelochte Ringscheibe gestaltet, deren Innendurchmesser insbesondere größer als ein Außendurchmesser der Nabenhülse des Nabenteiles gestaltet ist. Die gelochte Ringscheibe kann in einfacher Weise durch Schneiden von einem entsprechend gestalteten Kunststoffstrangprofil gestaltet werden. Dadurch, dass der Innendurchmesser der Ringscheibe größer ist als der Außendurchmesser der Nabenhülse des Nabenteiles, ist es möglich, die Nabenhülse axial durch die Ringscheibe hindurchtreten zu lassen. Hierdurch ist eine besonders kompakte Baugröße der Steckkupplung erzielbar, insbesondere dann, wenn der Ringflansch des Nabenteiles an einem axialen Endbereich der Nabenhülse angebracht ist, so dass die Steckzapfen und die Nabenhülse gleichgerichtet durch das Kunststoffteil und damit die gelochte Ringscheibe hindurchragen. Bei einer derartigen Ausführungsform ragen die Nabenhülse und die Steckzapfen dann nämlich auch zumindest abschnittsweise axial durch das Elastomerelement und gegebenenfalls das erste Kupplungsteil hindurch.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die aus Kunststoff hergestellte Ringscheibe zusätzlich zu den Durchtritten für die Aufnahme der Steckzapfen über ihren Umfang verteilt mehrere Aussparungen auf, die von Elastomermasse des Elastomerelementes ausgefüllt sind. Dadurch wird zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung zwischen Elastomerelemente und Kunststoffteil ein Formschluss erzielt, der die übertragbaren Drehmomente weiter erhöht. Die Aussparungen können als beidseitig offene Durchtritte oder auch als einseitig offene Vertiefungen gestaltet sein.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
1 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elastischen Steckkupplung und
2 die rotationssymmetrische Steckkupplung nach 1 in einer Schnittdarstellung.
Eine elastische Steckkupplung 1 nach den 1 und 2 ist zur Antriebsübertragung bei Maschinen vorgesehen. Mittels der elastischen Steckkupplung 1 sind Axial-, Radial- und Winkelverlagerungen der Antriebswelle kompensierbar. Die elastische Steckkupplung dient zur hochelastischen Drehmomentübertragung.
Die Steckkupplung 1 weist als ersten Kupplungsteil einen aus Metall, vorwiegend aus Stahl, bestehenden Kupplungsflansch 2 auf, der ringscheibenförmig gestaltet ist und koaxial zu einer Drehachse D ausgerichtet ist. An den Kupplungsflansch 2 ist als Elastomerelement ein umlaufender Elastomerring 3 anvulkanisiert, der ebenfalls koaxial zur Dreh achse D ausgerichtet ist und sich von einer Stirnseite des Kupplungsflansches 2 aus axial erstreckt.
Ein zweiter Kupplungsteil der elastischen Steckkupplung 1 wird durch eine Kombination aus einem Nabenteil 5 und einem Kunststoffteil 4 gebildet. Das Kunststoffteil 4 ist durch eine plattenförmige Ringscheibe 4 gebildet. Die Ringscheibe 4 ist aus einem formstabilen Kunststoffmaterial hergestellt.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Ringscheibe als wasserstrahl- oder lasergeschnittene Platte ausgeführt. Alternativ kann die Ringscheibe von einem Strangprofil abgeschnitten sein, das in einem Stück mit dem Querschnittsprofil der Ringscheibe hergestellt wurde. Durch einfaches Abschneiden von Ringscheiben gleicher Dicke ist eine Vielzahl derartiger Ringscheiben 4 erzielbar, die nicht mehr weiter bearbeitet werden müssen. Es ist auch möglich, die Ringscheibe als Spritzgussteil zu gestalten.
Die Ringscheibe 4 weist in ihrer Mitte einen kreisförmigen freien Querschnitt auf, der durch einen umlaufenden, koaxial zur Drehachse D ausgerichteten Rand 4a begrenzt ist. Der Durchmesser dieses freien Querschnittes ist größer als ein Außendurchmesser einer nachfolgend näher beschriebenen Nabenhülse 8 des Nabenteiles 5. Um den kreisförmigen freien Querschnitt herum sind in gleichen radialen Abständen zur Drehachse D mehrere zylindrische Durchtritte 6 vorgesehen, die in gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Ringscheibe 4 verteilt angeordnet sind. Radial außerhalb der Durchtritte 6 ist über den Umfang der Ringscheibe 4 verteilt eine weitere Ringreihe von zylindrischen Durchtritten 7 vorgesehen, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Durchtritte 6. Sowohl der zentrale freie Querschnitt als auch die Durchtritte 6 und die Durchtritte 7 werden durch Wasserstrahlschneiden oder durch Laserschneiden erzeugt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die aus Kunststoff bestehende Ringscheibe 4 aus einer größeren Kunststoffplatte durch Wasserstrahl oder Laser ausgeschnitten. Außerdem werden der zentrale freie Querschnitt und die Durchtritte 6 sowie 7 durch entsprechende Schneidvorgänge eingebracht.
Der Elastomerring 3 wird bei der Herstellung in seiner Vulkanisierform neben dem Anvulkanisieren an den aus Metall, vorzugsweise Stahl, bestehenden Kupplungsflansch 2 auch an die aus Kunststoff bestehende Ringscheibe 4 anvulkanisiert, wobei die Elastomermasse des Elastomerringes 3 radial außerhalb der inneren Durchtritte 6 endet. Die Elastomermasse des Elastomerringes 3 tritt beim Vulkanisieren aber in die kleineren, radial äußeren Durchtritte 7 hinein, so dass diese Durchtritte 7 mit Elastomermasse ausgefüllt werden. Dies ist anhand der 2 gut erkennbar. Die Elastomermasse des Elastomerringes 3 überzieht zudem, wie anhand der 2 erkennbar ist, sowohl den radial außenliegenden Außenrand der Ringscheibe 5 als auch den radial innenliegenden Innenrand des Kupplungsflansches 2.
Der Nabenteil 5 des zweiten Kupplungsteiles wird durch eine koaxial zur Drehachse D gestaltete Nabenhülse 8 gebildet, die aus Metall, insbesondere aus Stahl, hergestellt ist. An der Nabenhülse 8 einstückig angeformt ist ein Ringflansch 9, der koaxial zur Drehachse D radial nach außen abragt. Der Ringflansch 9 ist an einem axialen Endbereich der Nabenhülse 8 vorgesehen. An dem Ringflansch 9 ist eine der Anzahl der Durchtritte 6 entsprechende Anzahl von Steckzapfen 11 vorgesehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig an dem Ringflansch 9 angeformt sind. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Steckzapfen 11 als separate Bauteile, ebenfalls aus Metall, hergestellt und nach der Fertigstellung an dem Ringflansch 9 befestigt worden. Die Befestigung kann stoff-, form- oder kraftschlüssig, insbesondere durch Verschweißen oder Verlöten, durch Einpressen oder Einschrauben in entsprechende Gewindeaufnahmen des Ringflansches (falls die Steckzapfen 11 rückseitig mit Gewindebolzen versehen sind) oder durch zusätzliche Befestigungsschrauben oder andere Befestigungselemente erfolgen.
Jeder Steckzapfen 11 weist einen zylindrischen Steckabschnitt sowie zu seinem freien Stirnende hin anschließend eine konisch verjüngte Zentrierspitze 12 auf. Der Außendurchmesser des zylindrischen Steckabschnittes jedes Steckzapfens 11 ist derart auf den Innendurchmesser des korrespondierenden Durchtrittes 6 abgestimmt, dass ein zumindest im Wesentlichen spielfreies, axiales Einstecken des Steckzapfens 11 in den entsprechenden Durchtritt 6 ermöglicht ist. Die konischen Zentrierspitzen 12 ermöglichen beim Einstecken des Nabenteiles 5 eine Vorzentrierung, die eine vereinfachte Steckmontage bewirkt.
Die Steckzapfen 11 ragen achsparallel zu der Nabenhülse 8 von dem Ringflansch 9 ab, so dass die Nabenhülse 8 und die Steckzapfen 11 in die gleiche Richtung weisen.
Die Nabenhülse 8 ist an ihrem Innenumfang mit einer Axialnut 10 versehen, die Teil einer Nut/Feder-Verbindung mit einer nicht dargestellten Antriebswelle ist. Die Antriebswelle wird in die Nabenhülse 8 eingeschoben und ist durch die Nut/Feder-Verbindung in der Nabenhülse 8 drehgesichert, so dass eine entsprechende Drehmomentübertragung ermöglicht ist.
In montiertem Betriebszustand der Steckkupplung, wie er in 2 dargestellt ist, übt eine Antriebswelle, die axial in die Nabenhülse 8 eingesteckt ist, somit ein Drehmoment auf die Nabenhülse 8 aus, die dieses über den Ringflansch 9 und die Steckzapfen 11 auf die formstabile Ringscheibe 4 überträgt. Über die Anvulkanisierung des Elastomerrin ges 3 wird dieses Drehmoment hochelastisch durch den Elastomerring 3 auf eine Abtriebsseite, nämlich den Kupplungsflansch 2 übertragen, der mit einer entsprechenden, nicht näher dargestellten Abtriebsanordnung verbunden ist. Das Kunststoffmaterial der Ringscheibe 4 wirkt elektrisch isolierend zwischen dem Elastomerring und dem Nabenteil 5.

Claims

Elastische Steckkupplung mit einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten Kupplungsteil, die mittels wenigstens eines Elastomerelementes (3) miteinander verbunden sind, wobei der zweite Kupplungsteil mehrteilig aufgebaut ist und ein formstabiles Kunststoffteil (4), mit dem das Elastomerelement (3) verbunden ist, sowie ein Nabenteil (5) aufweist, das mit dem Kunststoffteil (4) drehschlüssig und axial steckverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (4) plattenförmig gestaltet ist und Durchtritte (6) aufweist, und dass der Nabenteil (5) mit Steckzapfen (11) versehen ist, die in die Durchtritte (6) des Kunststoffteiles (4) insbesondere passgenau axial einsteckbar sind.
Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtritte (6) kreisförmig gestaltet sind, und dass die Steckzapfen (11) konisch verjüngte Zentrierspitzen (12) aufweisen.
Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenteil (5) eine Nabenhülse (8) sowie einen Ringflansch (9) aufweist, an dem die Steckzapfen (11) gleichmäßig über den Umfang des Ringflansches (9) verteilt angeordnet sind.
Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (4) als gelochte Ringscheibe gestaltet ist, deren Innendurchmesser insbesondere größer als ein Außendurchmesser der Nabenhülse (8) des Nabenteiles (5) ist.
Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtritte (6) des Kunststoffteiles (4) auf die Außenabmessungen der Steckzapfen (11) abgestimmte Innenabmessungen aufweisen.
Steckkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (4) zusätzlich zu den Durchtritten (6) für die Aufnahme der Steckzapfen (11) über ihren Umfang verteilt mehrere Aussparungen (7) aufweist, die von Elastomermasse des Elastomerelementes (3) ausgefüllt sind.