DE2502175A1

DE2502175A1 - Flexible wellenkupplung

Info

Publication number: DE2502175A1
Application number: DE19752502175
Authority: DE
Inventors: Holmes A Downey
Original assignee: Reliance Electric Co
Current assignee: Reliance Electric Co
Priority date: 1974-02-21
Filing date: 1975-01-21
Publication date: 1975-09-04
Also published as: SE7501915L; CA1011569A; DE2502175C2; ES434935A1; FR2262224A1; FR2262224B1; BE823977A; GB1461628A; US3888093A; JPS5934125U; AU7641474A; JPS50119147A; IT1031865B

Description

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FjLlENTANWiL^TE L 3 U L- I/O

dr. ing. H. NE GEPsTD ANK (-1973) . dipl-ing. H. HATJCK · bipl-phys. W. SCHMITZ dipping. E. GRAALFS · dipi^ing. W. WEHNERT

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELXTINGSANSCHBIFT: HAMBURG 36 · NEUER WAXt 41

TEL. 3β 74 28 UND 36 4115

Reliance Electric Comp. tbleör. kegebapatbi™ ηαμβγηθ

500 South Union Street München !δ · mozartstr. 23

TBI,. B 38 OS 8β

Mishawaka. Indiana 46544/USA teiegh. negedapaibsi München

Hamburg, 13· Januar 1975

Flexible Wellenkupplung

Eine flexible Wellenkupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende miteinander besteht in einem Fall aus zwei auf den Enden der beiden Wellen gelagerten und daran befestigten Flanschen und einem an/den Kanten der beiden Flanschen festgeklemmten flexiblen Element von allgemein U-förmigem Querschnitt, wobei normalerweise Ringe zur Anwendung kommen, die durch Bolzen oder anderweitig an den Flanschen befestigt sind und das Element fest an seinem Platz zwischen den Flanschen halten. Das Element ist normalerweise an einer Stelle in Querrichtung gespalten, um ein Auseinanderspreizen des Elements und ein schnelles Anbringen desselben· auf den Flanschen zu ermöglichen. Der Festspannvorgang unter Verwendung einer Anzahl von Bolzen oder Schrauben in jedem Flansch ist jedoch zeitraubend und mit einer beträchtlichen Stillstandszeit für die Maschine oder Anlage verbunden. Die bei der Kupplung verwendete Art des Elements ist besonders wirksam bei der Übertragung von Drehmomenten ohne nennenswerten Energieverlust zwischen Wellen, bei denen die verschiedensten Arten von

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Fehlausrichtungen auftreten. Eine weitere allgemein übliche Wellenkupplungsart, die oft als Bolzenkupplung bezeichnet wird, besteht aus einem Flansch für jede dieser Ende an Ende angeordneten Wellen, und jeder Flansch besitzt eine Anzahl Bolzen, die abwechselnd in Richtung auf den anderen Flansch vorstehen, sowie einem allgemein scheibenförmigen Element von begrenzter Biegsamkeit, das zwischen den Wellenflanschen angeordnet ist und Löcher aufweist, in welche sich die Bolzen der beiden Wellen abwechselnd hineinerstrecken. Ein Hauptnachteil dieser Art einer Bolzenkupplung besteht darin, daß wenigstens einer der Wellenflanschen auf der Welle verschoben und möglicherweise Teile der Maschine oder der Anlage bewegt werden müssen, um ein ausgelaufenes Element zu ersetzen. Dieser Vorgang ist nicht nur zeitraubend, sondern der erneute Zusammenbau der Teile in der richtigen Fluchtlage ist häufig schwierig.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Bolzenkupplung vorzusehen, in welcher das Element ausgetauscht werden kann, ohne die Wellenflanschen zu verschieben, und bei der ein flexibles Element von allgemein U-förmigem Querschnitt zur Anwendung kommt, ohne das Element an den Flanschen festzuklemmen.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer flexiblen Kupplung, bei der ein Torsionselement mit U-förmigem Querschnitt durch Wechselbolzen, die kreisförmig auf den Flanschen angeordnet sind, mit den Wellenflanschen verbunden ist, und bei welcher das Element leicht auf den

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Bolzen zusammengebaut werden kann, indem man lediglich die Bolzen in die Löcher der auf Abstand gehaltenen Flanschen des Elements einsetzt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer Wellenkupplung der oben.genannten Art, die leicht auf den Wellen angeordnet und deren Flanschen genau ausgerichtet und in ihrer Stellung befestigt werden können, bevor das die Flanschen miteinander verbindende Torsionselement installiert wird, und die so konstruiert und ausgelegt ist, daß sie einen langen störungsfreien Betrieb gewährleistet. Die Erfindung bietet außerdem den Vorteil, daß sie ein Torsionselement für Wellenkupplungen von allgemein U-förmigem Querschnitt mit nach innen verlaufenden, seitlich auf Abstand gehaltenen Seitenwänden vorsieht, in denen Löcher zur Aufnahme der Lagerbolzen als das einzige oder hauptsächliche Mittel zur Verbindung des Elements mit den Wellenflanschen vorgesehen sind, und daß durch einen axialen Schlitz getrennt ist, so daß es leicht auf die Flanschen aufgesetzt werden kann, ohne die Wellenflanschen zu verschieben

Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor« Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Wellenkupplung unter Anwendung der vorliegenden Erfindung, bei der die Kupplung auf zwei axial fluchtenden Wellen gelagert ist}

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Fig, 2 eine Endansicht der in Fig. 1 gezeigten Kupplung} Fig. 3 einen axialen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1;

Figo h eine Ansicht eines der Flanschen bei Entfernung von der Welle}

Fig. 5 einen axialen Schnitt durch das flexible Element bei Entfernung des Elements von der Kupplung; und

Fig. 6 eine Seitenansicht des in den vorhergehenden Figuren gezeigten Elements.

Es wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen. Das Bezugszeichen 10 zeigt allgemein die Kupplung gemäß der Erfindung bei Lagerung auf den Wellen 12 und 14, die allgemein axial miteinander fluchten, und bei denen es sich beispielsweise um die Welle 12 eines Motors zum Antrieb einer Anlage über die Welle 14 handeln kann. Die Kupplung kann jedoch befriedigend verwendet werden zur Verbindung von Wellen vielfältig verschiedener Maschinen und Anlagen.

Die Kupplung besteht aus zwei Flanschen 20 und 22, die an den Wellen 12 und 14 durch Keile 2k und 26 befestigt sind, die wiederum durch Stellschrauben 28 und 30 an ihrem Platz gehalten werden; die Stellschrauben erstrecken sich durch sich seitwärts erstreckende ringförmige Abschnitte 32 und Jh der Flanschen 20 und 22 hindurch. Die beiden Flanschen sind nach der Darstellung von identischer Konstruktion} sie können jedoch unterschiedlich sein, insbesondere mit Bezug auf die Größe der Bohrungen für die Wellen und die Einrichtungen zur Befestigung des Flansches

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an der entsprechenden Welle,

Die Flanschen weisen radiale Abschnitte 36 und 38 auf, welche eine Anzahl von axial parallelen Bolzen 40 und 42 enthalten, die ringförmig auf der Innenseite der beiden radialen Abschnitte angeordnet sind. In der dargestellten Ausfünrungsform enthält jeder Flansch 12 Bolzen, die von den Naben 44 bzw«, 46.nach außen auf Abstand gehalten und vorzugsweise einstückig mit den radialen Abschnitten 36 und 38 ausgebildet sind. Es sind vorzugsweise auf der Außenkante der radialen Abschnitte ringförmige Umfangskörper 48 und 50 vorgesehen, um das Ausrichten der beiden Flanschen und ihrer entsprechenden Wellen beim Installieren der Kupplung zu erleichtern.

Das flexible Torsionselement 6O verbindet die beiden Flanschen 30 und 22 miteinander und besteht vorzugsweise aus einem Körper 62 und sich seitwärts erstreckenden Seitenwänden 64 und 66» Das gesamte Torsionselement ist vorzugsweise aus Gummi oder gummiartigem Material von festem jedoch flexiblem Gefüge konstruiert. Während ein verstärkendes Gewebe oder dergleichen benutzt werden kann, und zwar entweder in dem Hauptteil oder

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in den Seitenwänden und/oder in beiden, ist das dargestellte

Die Element ohne die Verstärkung konstruiert, beiden Flanschen 64 und 66 enthalten jeweils Löcher 68 bzw. 70 zur Aufnahme der Bolzen 40 und 42 der Flanschen 20 und 22, wobei die Größe der Löcher mit Bezug auf die Bolzen vorzugsweise etwas geringer ist, so daß beim Aufbau des Elements auf den Flanschen eine wirksame Greiftätigkeit eintritt. Das Element ist von ein-

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stückiger Konstruktion und weist vorzugsweise einen Schlitz 72 auf, um den Aufbau des Elements auf den beiden Flanschen zu erleichtern und einen Austausch des Elements ohne Verschiebung der Flanschen auf der Felle zu gestatten. Das Element ist verformungsfähig und genügend flexibel, um ein Nachinnendrücken der Seitenwände zu gestatten, um die Seitenwände 64 und 66 auf ihren entsprechenden Bolzen 40 und 42 anzuordnen *

Bei der Installation und beim Betrieb der flexiblen Wellenkupplung gemäß der Erfindung werden die beiden Flanschen 20 und 22 auf ihren entsprechenden Fellen 12 und 14 aufgebaut und durch die Keile 24 und 26 und Stellschrauben 28 und 30 starr in der richtigen Lage darauf befestigt. Die Wellen werden mit Hilfe der Umfangsabschnitte 48 und 50 miteinander ausgerichtet, die beim genauen Insteilungbringen der Flanschen und Wellen unterstützend mitwirken. Wenn die beiden Flanschen richtig auf den Wellen angeordnet sind und die Wellen richtig miteinander fluchten, dann wird das flexible Torsionselement am Platz auf und zwischen den beiden Flanschen aufgebaut, indem die Enden des Elements auf jeder Seite des Schlitzes 72 genügend auseinandergespreizt werden, um ein Herübergleiten der Kupplung über die Welle und die Flanschen und danach ein teilweises Schließen derselben zu gestatten. Es wird entweder eine oder es werden beide Wände 64 und 66 genügend nach innen zusammengedrückt, um es den äußeren oder radialen Oberflächen derselben zu gestatten, sich über die Bolzen 40 und 42 hinweg zu bewegen und die Bolzen mit den Löchern in den Wänden auszurichten. Bei Freigabe der

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Seiten umfassen die Seitenwände des Elements die Bolzen an den Löchern 68 und 70, wie in Fig. 3 gezeigt. Die äußeren radialen Kanten der beiden Seitenwände sitzen vorzugsweise auf den Innenflächen der entsprechenden Wellenflanschen auf. Wenn die Kanten 6k und 66 richtig auf den Bolzen aufsitzen, dann sind die Kanten der Kupplung im Bereiche des Schlitzes 72 einander eng benachbart. Wenn das Element in der oben beschriebenen Weise auf den beiden Flanschen aufgebaut ist, dann wird das Drehmoment wirksam von der Welle 12 auf die Welle 14 übertragen und das Torsionselement gleicht Fehlausrichtungen der beiden Wellen wirksam aus, ohne daß dabei ein nennenswerter Drehmomentenverlust auftritt.

Wenn das Torsionselement ausgetauscht werden muß, dann kann es leicht von den beiden Well&nflanschen entfernt werden, indem man die Wände 6h und 66 des Elements aufeinander zu drückt, um sie voneinander zu lösen und von ihrem Sitz auf den Bolzen kO und k2 herunterzubrxngen. Das Element kann dann geöffnet werden, indem man die beiden Enden im Bereiche des Schlitzes 72 in genügendem Maße auseinanderspreizt, so daß das Element von der Welle und den beiden Flanschen heruntergleiten kann. Danach kann ein Ersatzelement leicht in Stellung gebracht werden, ohne irgendeinen der beiden Wellenflanschen zu verschieben. Das Element ist allgemein U-förmig im Querschnitt, jedoch ist dieses nicht kritisch.

Während hier nut eine Ausführungsform der flexiblen Wellenkupplung im einzelnen beschrieben wurde, sind doch verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche :

1.J Flexible Kupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende, gekennzeichnet durch einen Flansch für jede Welle, wobei jeder Flansch eine Nabe zur Verbindung mit einer Welle aufweist, einen mit der Nabe verbundenen ringförmigen radialen Abschnitt mit einer dem gegenüberliegenden Flansch zugewendeten Innenfläche, eine Anzahl auf Abstand gehaltener Bolzen, die in achsparalleler Richtung von der Innenfläche des radialen Abschnitts vorstehen, -sowie ein biegsames Torsionselement, das zwischen den Flanschen angeordnet ist und voneinander auf Abstand gehaltene, sich nach innen erstreckende Seitenwände mit einer Anzahl Löcher zur Aufnahme der Bolzen auf den entsprechenden Flanschen aufweist.

2. Flexible Kupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element von allgemein U-förmigem Querschnitt isto

3. Flexible Kupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionselement aus gummiartigem Material konstruiert ist und die Sexten desselben in Exnwärtsrxchtung aufeinander zu zusammengedrückt werden können.

4. Flexibles Element zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Element von allgemein U-förmigem Querschnitt ist und die Sextenwände

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eine axiale Öffnung dort hindurch begrenzen und sich ein Schlitz axial und radial durch das Element hindurcherstreckt, um ein Öffnen des Elements zum Aufbau desselben auf sowie zu seiner Entfernung von den Flanschen zu gestatten.

5. Flexible Kupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe eine axiale Bohrung enthält, sowie Mittel zur Befestigung der Nabe auf der Welle.

6. Flexible Kupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen einstückig mit dem radialen Abschnitt ausgebildet und radial nach außen von der Nabe auf Abstand gehalten sind.

7. Flexible Kupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Außenkante des radialen Abschnitts ein ringförmiger Umfangsabschnitt angefügt ist und sich axial parallel zu dem Flansch erstreckt.

8. Flexible Kupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei äußere Seitenflächen der Seitenwände auf beiden der Innenseiten der radialen Abschnitte aufsitzen.

9· Flexible Kupplung zur Verbindung zweier Wellen Ende an Ende nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige

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Umfangsabschnitte an die Außenkanten der .radialen Abschnitte angefügt werden und sich in Richtung aufeinander zu erstrecken, um die Kante der entsprechenden Seitenwände des Elements zu überlappen.

10. Flexible Kupplung zur Verbindung zweier ¥ellen Ende an Ende nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände einen seitwärts vorstehenden ringförmigen Abschnitt mit Löchern zur Aufnahme der Bolzen einschließen.

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