DE2645600C3 - Drehsteife und Wellenverlagerungen zulassende bewegliche Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehsteife und Wellenverlagerungen zulassende b-2weglic\e Kupplung der im Patentanspruch 1 angegebenen Gattung.

Es sind verschiedene derartige Jg. flexible Wellenkupplungen bekannt (DE-OS 16 75 257), bei denen zwischen zwei auf den Wellenenden befestigten Kupplungsflanschen ein Lamellenpaket vorgesehen ist, das durch Zylinderschrauben mit den Flanschen wechselweise verschraubt ist Durch dieses Lamellenpaket und seine wechselweise Befestigung an den Kupplungsflanschen können begrenzte axiale und winklige Verlagerungen der beiden Wellenendtn aufgefangen werden, ohne daß dadurch die Betriebsfähigkeit der Kupplung beeinträchtigt würde. Aufgrund der spielfreien Verbindung aller Kupplungselemente untereinander treten im Lauf keine Gleitbewegungen auf. Die in Umfangsrichtung wie starre Glieder wirkenden Lamellenpakete verursachen eine drehsteife Kupplungscharakteristik und die Übertragung relativ hoher Drehmomente. Diese bekannten Kupplungsausführungen haben jedoch eine Reihe von Nachteilen: Das Einsetzen der als Bolzen oder Spannbuchsen ausgebildeten Verbindungsglieder muß mit höchster Genauigkeit durchgeführt werden, damit das Spiel zwischen dem Schaft der Bolzen und den entsprechenden Bohmngen im Lamellenpaket sowie in den Kupplungsflanschen extrem klein gehalten wird. Dieses Spiel liegt bei Kupplungen für hohe Drehzahlen z. B. bei ca. 0,012 mm. Für die notwendige Passung müssen die extrem genau hergestellten Bolzen und Muttern »Flugzeugqualität« besitzen, deren Herstellungskosten extrem hoch sind und ein Vielfaches über demjenigen normaler feinbearbeiteter Stahlbolzen liegen. Die genaue Passung zwischen den Bolzen und den sie aufnehmenden Bohrungen führt ferner zu einem außerordentlich hohen Zeitaufwand bei der Montage, weil die fest mit den Wellen verbundenen Kupplungsflansche so genau gegeneinander ausgerichtet werden müssen, daß die Bolzen durch einen Fingerdruck in die entsprechenden Bohrungen eingeführt werden können, um ein Ausschlagen der Bohrungen und eine dadurch erfolgte Beeinträchtigung der Paßgenauigkeit zu verhindern. Typisch für diese bekannten elastischen Kupplungen sind ferner dynamische Ungleichgewichte, die zu Störungen oder auch zum Bruch der miteinander verbundenen Aggregate führen können, _x wenn die Bolzen nach einem Ausbau der Kupplung nicht -t/ieder

ίο in die gleichen Bohrungen eingesetzt werden und die Kupplung nach diesem Ausbau nicht ausgewuchtet wird, weil bereits kleinste Unterschiede zwischen den verschiedenen Bolzen zu erheblichen dynamischen Ungleichgewichten führen können. Ferner sind aus dem Prospekt »Rigiflex-Wellenkupplungen« drehstarre und spielfreie Kupplungsausführungen der angegebenen Gattung bekannt, die als Mitnehmerelemente jeweils vier tangential ausgerichtete Schiepphebel aufweisen, welche mit je einem Ende an jeweils einem Zentrierring befestigt sind. Diese Zentrierringe weisen radial innen eine fein bearbeitete Urnfangsfläche auf, welche an einer im jeweiligen Kupplungsflansch ausgeführten fein bearbeiteten Ringfläche zur Anlage kommt Durch das Vorsehen dieser Ringflächen sowie der Zentrierringe ergibt sich eine gegenüber herkömmlichen flexiblen Wellenkupplungen verbesserte Zentrierung. Die aus den Schlepphebeln, den Schraubbolzen und den Zentrierringen bestehenden vormontierten Baugruppen erleichtern darüber hinaus den Zusammenbau der Kupplungen. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist es jedoch, daß in den Zentrierringen eine Vielzahl von Bohrungen vorgesehen werden muß, um einerseits die Schlepphebel daran gelenkig zu befestigen und andererseits auch eine feste Verbindung zu den Kupplungsflansehen herzustellen. Darüber hinaus sind diese bekannten Kupplungen für sehr hohe Drehzahlen nur bedingt geeignet, da durch die Anordnung der Schlepphebel eine über den Umfang ungleichmäßige Massenverteilung vorliegt. Wenn sich ferner einer dvi die Schlepphebel haltenden Schraubbolzen löst oder bricht, werden die jeweiligen Enden der Schlepphebel völlig frei, wodurch dann die Kupplung ihre Funktion verliert

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Kupplung der angegebenen Gattung die durch dynamische Ungleichgewichte hervorgerufenen Beanspruchungen zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Da die die Baueinheit aus Zentrierring und Lamellenpaket am jeweiligen Kupplungsflnnsch halternden Bolzen keine Zentrierfunktion mehr haben, können einfache handelsübliche Stahlschrauben und Muttern eingesetzt werden, deren Kosten nur 1 bis 2% derjenigen bekannter Kupplungen betragen. Ferner müssen die die Bolzen aufnehmenden Bohrungen nicht mehr extrem genau positioniert und ausgeführt werden, weil nur ein geringer Schlupf in Umfangsrichtung ohne Auswirkungen auf das radiale Abstandsverhältnif der Kupplungskomponenten eintritt, wenn die Bolzen geringfügig lose sitzen

6ö oder eine extrem hohe Stoßbelastung aufnehmen müssen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer elastischen Kupplung,

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Kupplung nach Fig. 1,

Fig.3, 4 je einen der Fig.2 entsprechenden Ausschnitt weiterer Kupplungsausführungen,

Fig.5 einen Zentrierring für die verschiedenen Kupplungsausführungen,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung eines Lamellenpaketes mit den Verbindungsgliedern.

Die in den Fi g. 1 und 2 dargestellte Kupplung enthält zwei in F i g. 7 im e^;nzelnen dargestellte Lamellenpakete 10, die jeweils am Ende eines drehsteifen Zwischenstükkes 12 montiert sind. Jedes Lamellenpaket 10 besteht aus einer Vielzahl von gleichen Ringlamellen 14 und definiert eine Kupplungsachse 26 sowie zwei Radialflächen 28 und 30 (Fi g. 6), wobei die Kupplungsachse 26 bei zusammengebauter Kupplung zumindest annähernd mit der Drehmomentübertragungsachse des Zwischenstückes \2 zusammenfällt

Die Ringiamellen 14 des Lamellenpaketes 10 sind durch Verbindungsglieder 34, 34' mit den auf den Wellenenden befestigten Kupplungsflanschen 48, 50 wechselvreisc verbunden. Die Verbindungsglieder bestehen aus einer Spannbuchse 17 mit angeff'rmtem Ringflansch 21 als Abstandshalter, einem auf den Schaft 19 der Spannbuchse 17 auf der anderen Seite des Lamellen paketes 10 im Preßsitz aufgezogenen Abstandhalter i!3 sowie aus Schraubbolzen 36, welche entsprechende Bohrungen in den Kupplungsflanschen 48,50 durchragen und durch ihren angeformten Kopf 38 sowie durch Muttern 39 festgelegt sind. Die Ring'amellen 14 sind durch auf die Radialflächen 28 und 30 über die Abstandshalter 21, 23 einwirkende Axialkräfte zum Lamellenpaket 10 gegeneinander verspannt (vgl. F ig. 6).

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist die Kupplung zwei Zentrierringe 44 und 46 auf. von denen einer in Fig.5 perspektivisch dargestellt ist. Diese Zentrierringe 44, 46 haben feinbearbeitete radialsymmetrische Umfangsflächen 144,146, die zum Ausrichten und Zentrieren der Kupplung dienen. Diese Umfangsflächen 144, 14ü können zylindrisch oder konisch sein, wobei eiiue konische Form den Zusammenbau erleichtert, jedoch aufwendiger herzustellen ist. Während der Herstellung werden diese Zentrierringe 44, 46 in unbearbeitetem Zustand auf die Hohlschäfte 19 der Spannbuchsen 17 im Preßsitz aufgezogen und daran anschließend erst ihre Umfangsflächer: durch Drehen um die Kupplungsachse 26 feinbearbeitet.

Den feinbearbeiteten Umfangsflächen 144, 146 der Zentrierringe 44, 46 sind feinbearbeitete radialsymmetrische Ringflächen 148,150 an den Kupplungsflanschen 48, 50 zugeordnet, deren Mittelachsen mit der Kupplungsaci.se 26 zusammenfallen. In den Kupplungsflanschen 48 und 50 sind axiale Ringansätze 52 und 54 an den vom Lamellenpaket 10 weg weisenden Seiten, ausgebildet, deren Achse ebenfalls mit der Kupplungsachse 26 zusammenfällt und deren innere Umfangsfläche radial außerhalb der Verbindungsglieder 34, 34' liegt. Diese Ringansätze bilden eine glatte Umfangsfläche, durch die nachteilige Gebläseeffekte bei hochtourigem Umlauf vermieden werden.

Die Verbindungsglieder 34; 34' sind wechselweise an den jeweils benachbarten Kupplungsflanschen 48; 50 befestigt, wobei zusätzliche Bohrungen in den Flanschen die Zugänglichkeit auch der dem jeweils anderen Flansch zugehörigen Dolzen 36 sicherstellen.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform entspricht derjenigen nach F ΐ g. 2 mit dem Unterschied, daß die fdnbearbeiteten Umfangsflächen 144', 146' an der radialen Innenseite der Zentrierringe 44', 46' liegen und die mit diesen zusammenwirkenden Ringflächen 148', 150' an den Kupplungsflanschen 48', 50' konvex sind.

Die Ausführung nach Fig.4 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig.2 durch die Verbindungsglieder, deren Schraubbolzen 36' in die Hohlschäfte 19' der Spannbuchsen 17' eingeschraubt sind, wodurch sich die Ausbildung von gesonderten Zugangsbohrungen in einem der Kupplungsflansche 48' bzw. 50' erübrigt.

Um das Wegschleudern von inneren Kupplungsteilen nach einem Bruch der Kupplung wirksam zu verhindern, kann ein im linken Teil der Fig. 1 schematisch dargestellter Schutzring 71 auf je zwei Kupplungsflansche aufgezogen und durch geeignete Befestigungsmittel festgelegt werden, durch den sich ferner sog. Notlaufeigenschaften erreichen lassen.

Eine wesentliche Steigerung des maximal übertragbaren Drehmomentes dieser Kupplung läßt sich dadurch erreichen, daß ein Klebemittel zwisch?^ die Mantelflächen der Verbindungsglieder 34" uiui den inneren Umfangsflächen des Lamellenpaketes eingebracht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehsteife und WeUenverlagerungen zulassende bewegliche Kupplung mit axial auslenkbaren Mitnehmerelementen zur Übertragung der Drehmomente, die wechselseitig durch Ober den Umfang gleichmäßig verteilte Schraubbolzen an den beiden Kupplungsflanschen befestigt sind und gemeinsam mit Zentrierringen mit fein bearbeiteter Umfangsfläche eine fest verspannte Einheit bilden, wobei an den Kupplungsflanschen eine fein bearbeitete Ringfläche vorgesehen ist, an die der Zentrierring mit seiner fein bearbeiteten Umfangsfläche zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerelemente an sich bekannte Ringlamellen (14) sind, die als Lamellenpaket (tO) zusammen mit Abstandshaltern (23) und den Zentrierringen (44,46) im Preßsitz auf den Hohlschäften (19) von Spannbuchsen (U^ aufgezogen sind, in welchen die das Lamellenpaket (10) mit dem jeweiligen Kupplungsflansch (48; 50) verbindenden Schraubbolzen (36) im Paßsitz aufgenommen sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchsen (17) in den Bohrungen des Lamellenpaketes (10) durch ein Klebemittel festgelegt sind.