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Patent Searching and Data


Title:
COMPENSATING COUPLING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/047826
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a compensating coupling transmitting torque in order to compensate for imprecise alignments in machine elements that are to be joined. One disadvantage with prior art is that these couplings are relatively complicated to produce and that the service life of the spring elements used is limited. The spring element in the inventive coupling is characterised in that recesses (7, 8, 11) and threaded holes (10, 12) are provided on the periphery of the flange of the two half-couplings (1, 2) so that the radially rigid springs (9) that are used as connecting elements or other rigid spring elements inserted in the direction of the periphery fit exactly into the recesses or threaded holes in order to transmit the appropriate torque and to compensate for axial and radial alignment errors. The spring (9) that transmits torque is designed in such a way that it compensates for misalignment of shafts and transmits high amounts of torque. The spring (9) also possesses a long service life as a connecting and transmitting element.

Inventors:
HOFMANN HEINZ W (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/000887
Publication Date:
September 23, 1999
Filing Date:
March 18, 1999
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADWERK PRITZWALK GMBH (DE)
HOFMANN HEINZ W (DE)
International Classes:
F16D3/56; (IPC1-7): F16D3/56
Foreign References:
DE29805165U11998-07-23
FR722512A1932-03-17
US1586250A1926-05-25
FR1244152A1960-10-21
GB416177A1934-09-13
US1700102A1929-01-22
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 143 (M - 306) 4 July 1984 (1984-07-04)
Attorney, Agent or Firm:
Bergelt, Klaus (Lilienweg 1 Brandenburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Ausgleichkupplung zur Übertragung von Drehmomenten zum Ausgleich von Aus richtUngenauigkeiten von zu verbindenden Maschinenelementen unter Verwen dung eines elastischen Verbindungselementes, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Flansches der Kupplungshälften (1,2) derartige Ausnehmungen (7,8,11) und Gewindebohrungen (10,12) vorhanden sind, daß darin jeweils entweder gleich zeitig als Verbindungselemente ausgebildete radialsteife Federn (9) oder andere in Umfangsrichtung eingebrachte steife Federelemente paßgenau zur Übertragung an gemessener Drehmomente und zum Ausgleich axialer und radialer Ausrichtungs fehler untergebracht sind.
2. Ausgleichkupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem zylindrischen Rohrkörper bestehende Feder (9) zur Fixierung in den Flanschen der Kupplungshälften (1,2) an ihrer Stirnund Rückseite Bunde (14,15) unterschied lichen Durchmessers aufweist und zur Erreichung des Ausgleicheffektes so ausge bildet ist, daß quer zu ihrer Längsachse (17) mindestens zwei sich gegenüberlie gende Federelemente (18) entstehen, in den vier sich gegenüberliegende Schlitze (19) eingebracht sind und wo ferner die jeweils außen liegenden Schlitze (19), bei spielsweise in der oberen Hälfte und die beiden innen liegenden Schlitze (19) in der unteren Hälfte bzw. in der gegenüberliegenden Hälfte analog jedoch umgekehrt überdeckend ausgeführt sind.
3. Ausgleichkupplung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß außer der Einbringung der überdeckenden seitlichen Schlitze (19) in Umfangrichtung außer dem Querschlitze (20) an der Stirnseite der Feder (9) so weit eingebracht werden, daß sich die so ergebenden Verbindungsstege (21) so weit öffnen, daß sich eine Z fdrmige Verbindung zwischen dem als Vollring verbliebenen Anschlußring (22) er gibt, welcher gleichzeitig jeweils die Möglichkeit zur Addition weiterer Federele mente schafft.
4. Ausgleichkupplung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (9) gleichzeitig als festes Verbindungselement beim Zusammenbau der Ausgleichkupplung dient, indem die Fixierung der Kupplungshälfte (1) über beispielsweise Inbusschrauben (23) und die Sicherung der Kupplungshälfte (2) bei spielsweise mittels Muttern (26) mit Außengewinde und Innensechskant erfolgt.
Description:
Beschreibung Ausgleichkupplung Die Erfindung betrifft eine Ausgleichkupplung zur Übertragung von Drehmomenten zum Ausgleich von Ausricht-Ungenauigkeiten von zu verbindenden Maschinenele- menten.

Es sind elastische Kupplungen wie Bolzenkupplungen bekannt, wo eine Kupplungs- hälfte Stehbolzen trägt, auf deren freie Enden als elastisches Zwischenglied Gummi- buchsen aufgesetzt werden, die in die entsprechend vergrößerten Bohrungen der zwei- ten Kupplungshälfte eingreifen. Beim Festziehen des Bolzens einer Kopfschraube er- hält die Gummibuchse eine gewisse Vorspannung.

Es sind auch winkelbewegliche und axial nachgiebige Laschenkupplungen für zwei Wellenenden nach dem DE Patent 195 15 101 bekannt, bei der zumindest drei in Um- fangrichtung verteilte Laschen für die Übertragung eines Drehmomentes vorgesehen sind, die durch in Umfangrichtung benachbarte Schraubenbolzen an den Wellenenden festgelegt sind und diese relativ verkantbar verbinden, wobei die Laschen die Schrau- benbolzen in unveränderlichen Umfangsabständen verbinden. Die Laschen sind mit zumindest einem in radialer Richtung nach innen vorspringenden, die Gewindebolzen berührenden, elastischen Ansatz zum Aus-gleichen von Fertigungsungenauigkeiten bei der Montage versehen.

Es ist auch eine elastische, axial-und winkelbewegliche Kupplung zur Verbindung zweier sich drehender Maschinenteile mit mindestens einem elastischen Kupplungsteil und mindestens einem drehsteifen Ganzstahlkupplungsteil nach der DE OS 196 14 267 bekannt.

Bei dieser Kupplung wird auf dem elastischen Kupplungsteil ein Maschinenteil ver- drehbar und in bezug auf dessen Drehachse biegesteif radial geführt, während der drehsteife Kupplungsteil mit dem elastischen Kupplungsteil und dem anderen Maschi- nenteil jeweils axial und winkelbeweglich verbunden ist.

Abgesehen davon, daß bei Laschenkupplungen jedes einzelne Federpaket einer ge- wissen Federweglänge bedarf, ist die Anzahl von Laschenpaketen, verteilt auf den Umgang,

begrenzt, da ansonsten sich die notwendige Anzahl an Einzelteilen und auch der Durchmesser zu sehr vergrößert. Das heißt, nachteilig bei den beschriebenen Aus- führungen wirkt sich der zu betreibende Aufwand hinsichtlich der Herstellung oder das Fehlen einer guten Dauerhaltbarkeit aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch den Einsatz einer größeren Anzahl von Federn, verteilt am Umfang der Kupplung, und durch Verbesserung der Federelemente, eine Ausgleichkupplung zu schaffen, die trotz Ausgleich axialer und radialer Ausrichtungsfehler gleichzeitig unter Berücksichtigung einer hohen Lebens- dauer auch ein angemessenes Drehmoment überträgt.

Diese, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch Ausgestaltung nach den Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Die erfindungsgemäße Ausgleichkupplung hat gegen- über dem bestehenden Stand der Technik den Vorteil, daß trotz Ausgleichs jeglichen Wellenversatzes in axialer, lateraler und angularer Richtung durch die Einbringung und Anordnung der verschiedenen Schlitze in die Feder, nicht nur hohe Drehmomente übertragbar sind, sondern gleichzeitig eine langfristige Haltbarkeit der als Verbin- dungs-und Übertragungselemente ausgebildeten Feder erreicht wird. Ferner lassen sich die Federelemente preiswert aus hochwertigem Stahl in großer Stückzahl her- stellen und in vorgesehene Kupplungsbaureihen mit wenigen Größen in hoher Varianz in den jeweiligen Drehmomentenbereichen in die Kupplungsgestaltung einbeziehen.

Die Montage, Demontage sowie die Reparatur der Kupplung, mittels der erfindungs- gemäßen Feder als Verbindungselement, ist einfach und schnell zu bewerkstelligen.

Durch die in den Flanschen eingebrachten Ausnehmungen bzw. Hohlräume ist die darin montierte Feder so geschützt untergebracht, daß auch bei einem Bruch die unmit- telbare Umgebung gegen herumfliegende Teile geschützt ist. Durch die vorgesehene Paßgenauigkeit überträgt selbst eine geborstene Feder das Drehmoment weiter und trägt so zur Notlaufeigenschaft der Kupplung bei. Durch die Radialsteifigkeit der ein- zelnen Federn und durch die Möglichkeit des Einsatzes einer größeren Anzahl von Fe- dern ist die Belastung der Einzelfeder jedoch äußerst gering, so daß ein Bruch kaum eintreten kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und im fol- genden näher beschrieben.

Es zeigen : Fig. 1 eine Draufsicht einer Seite der Ausgleichkupplung Fig. 2 eine Seitenansicht nach Fig. 1 im Schnitt Fig. 3 eine Seitenansicht der Feder Fig. 4 eine Seitenansicht der Feder nach Fig. 3 im Schnitt Fig. 5 eine Draufsicht der Feder nach Fig. 3 und 4 Die Ausgleichkupplung nach Fig. 1 und 2 besteht aus zwei als Wellenflansche ausge- bildete Kupplungshälften 1,2. Zur Aufnahme unterschiedlicher Wellen sind die Mit- nehmerteile 3,4 mit beispielsweise unterschiedlichen Bohrungen 5,6 versehen. So sind in der Stirnseite des Flansches der Kupplungshälfte 1 in regelmäßigen Abständen ver- teilt, Ausnehmungen 7,8, analog der einzubringenden Feder 9 eingearbeitet. Die Aus- nehmungen 7,8 weisen mittig eine Gewindebohrung 10 auf. Auch die Stirnseite des Flansches der Kupplungshälfte 2 ist deckungsgleich mit Ausnehmungen 8 sowie zu- sätzlich mit Ausnehmungen 11 versehen. Mit einem etwas größeren Durchmesser als die Ausnehmungen 11 sind in die Rückseite des Flansches der Kupplungshälfte 2 au- ßerdem Gewindebohrungen 12 eingebracht.

Die in und zwischen die Kupplungshälften 1,2 jeweils zu montierende Feder 9 nach Fig. 3 bis 5, als Ausgleichs-und Verbindungselement, ist zylindrisch mit verschiede- nen Durchmessern ausgeführt. So liegt das Mittelteil der Feder 9 mit seinem Außen- durchmesser 13 bei Montage passgenau an den Ausnehmungen 8 der beiden Kupp- lungshälften 1,2 an, während der angearbeitete Bund 14 in den Flansch der Kupp- lungshälfte 1 eingreift und der im Durchmesser größere Bund 15 mit seiner Anschlag- fläche 16 für die Ausnehmung 11 im Flansch der Kupplungshälfte 2 dient.

Zur Erreichung des Ausgleicheffektes ist die Feder 9 dabei so ausgebildet, daß diese aus einem zylindrischen Rohrkörper besteht, indem quer zu seiner Längsachse 17 min- destens zwei sich gegenüberliegende Federelemente 18 entstehen, in dem vier sich gleichfalls gegenüberliegende Schlitze 19 eingebracht sind. Zur Erhöhung der Flexibi- lität und damit zum Ausgleich jeglichen Wellenversatzes in axialer, lateraler und angu- larer Richtung sind die Schlitze einer Hälfte des Rohrkörper so ausgeführt, daß jeweils die außen liegenden Schlitze 19 der oberen Hälfte und die beiden innen liegenden Schlitze 19 in der unteren Hälfte überdeckend ausgeführt sind. In der gegenüberlie- genden Hälfte des Rohrkörpers erfolgt die Einarbeitung dann genau umgekehrt, so daß

eine ausreichende Radialsteifigkeit in jedem Federelement 18 verbleibt. Durch die ein- gebrachten Überdeckungen der seitlichen Schlitze 19 in Umfangsrichtung, und der Einbringung axialer Querschlitze 20 an den Stirnseiten der Feder 9 werden die Verbin- dungsstege 21 derart geöffnet, daß sich eine Z-förmige Verbindung zwischen dem als Vollring verbliebenen Anschlußring 22 ergibt. Der Anschlußring 22 als jeweilige Möglichkeit zur Addition von Federelementen 18 ist dabei dünn ausgeführt um gleich- falls als Axialfederelement im gesamten Federweg mitzuwirken. Die Montage der Fe- der 9 erfolgt beispielsweise, indem der Bund 14 der Feder 9 durch die Ausnehmungen 7 des Flansches der Kupplungshälfte 1 aufgenommen wird und mit einer Zylinder- oder Inbusschraube 23 in der Gewindebohrung 10 über die Bohrung 24 des Bundes 14 mit seiner Anschlagfläche 25 für den Schraubkopf der Inbusschraube 23 verschraubt wird. Im Flansch der Kupplungshälfte 2 wird gleichfalls die Feder 9 in die Ausneh- mungen 8 eingeschoben und mit dem vergrößerten Bund 15 in die Ausnehmungen 11 eingepreßt und über die vorhandene Gewindebohrung 12, welche sich an der Hinter- seite des Flansches der Kupplungshälfte 2 befindet durch eine Mutter 26 mit Außenge- winde und Innensechskant zusätzlich gesichert.