DE1625762C

DE1625762C - Elastic coupling

Info

Publication number: DE1625762C
Authority: DE
Inventors: Jean Felix Chateaudun Paulsen (Frankreich)
Original assignee: Luxembourgeoise de Brevets et de Participations SA
Current assignee: Luxembourgeoise de Brevets et de Participations SA
Publication date: 1972-04-20

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung zwischen zwei koaxial angeordneten Wellenflanschen, die mittels über den Umfang der Flansche verteilten Gummikissen verbunden sind.The invention relates to an elastic coupling between two coaxially arranged shaft flanges, which are connected by means of rubber cushions distributed over the circumference of the flanges.

Bei bekannten Kupplungen dieser Art werden die Gummikissen durch das zu übertragende Drehmoment entweder auf Scherung oder auf Druck beansprucht, je nachdem, ob die Kissen koaxial oder tangential zu der Kupplungsachse angeordnet sind. ίοIn known couplings of this type, the rubber cushions are caused by the torque to be transmitted either in shear or in compression, depending on whether the pillow is coaxial or are arranged tangentially to the coupling axis. ίο

Die Verformungsmöglichkeit, d. h. die Biegsamkeit der Kissen, ist um so größer, je größer die beanspruchte Gummischicht ist. Außer dieser Beanspruchung durch das Drehmoment sind die Gummikissen während der gemeinsamen Drehung beider Wellen auch einer Fliehkraftbeanspruchung unterworfen, welche mit erhöhter Drehzahl der Wellen zunimmt. Die Einwirkung der Fliehkraft auf die Gummikissen erhöht einerseits die Beanspruchung der an den Halterungsmitteln, die jeweils mit den Flanschen fest verbunden sind, haftenden Flächen der Gummikissen, als auch andererseits die Knickgefahr der nach außen gewölbten Kisssen.The possibility of deformation, d. H. the greater the flexibility of the pillow, the greater it is stressed rubber layer is. In addition to this torque stress, the Rubber cushions during the joint rotation of both shafts also under centrifugal force subject, which increases with increased speed of the shafts. The effect of centrifugal force on the rubber cushions on the one hand increases the stress on the mounting means that are firmly connected to the flanges, adhesive surfaces of the rubber cushions, as well as on the other hand the risk of kinking the outwardly curved cushions.

Um diese Unsicherheitsfaktoren, die insbesondere bei hohen Drehzahlen akut werden, auszuschließen, hat man die Gummikissen stärker unterteilt, d. h., bei kreuzförmig und tangential angeordneten Gummikissen die Bogenlänge der Kissen verringert und koaxial angeordnete Kissen in einzelne ringförmige Scheiben unterteilt, die jeweils an starr mit den Flanschen verbundenen Metallscheiben haften, die radial nicht verschiebbar sind.In order to exclude these uncertainty factors, which are particularly acute at high speeds, if the rubber cushions have been subdivided more, d. i.e., with cross-shaped and tangentially arranged rubber cushions the cushions arc length decreased and coaxially arranged cushions into individual annular ones Discs divided, each of which adhere to metal discs rigidly connected to the flanges, the are not radially displaceable.

Solche Maßnahmen verringern aber die Elastizität der Kupplungen erheblich.However, such measures reduce the elasticity of the couplings considerably.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Kupplung zu schaffen, die unter Beibehaltung größtmöglicher Elastizität, d. h. der Fähigkeit, Fluchtungs- und Winkelfehler der beiden zu kuppelnden Wellen in.einem weiten Bereich auszugleichen, auch bei großer Drehzahl die negativen Auswirkungen der Fliehkraft auf die Gummikissen weitgehend ausschaltet.The object of the invention is therefore to create a clutch that while maintaining greatest possible elasticity, d. H. the ability to couple misalignments and angles of the two To compensate for waves in a wide range, even at high speed the negative effects the centrifugal force on the rubber cushions largely turns off.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Flanschen für die Kissen eine Halterung schwebend vorgesehen ist, die die Kissen in deren Längsrichtung unterteilt und deren an den Unterteilungssteüen befindliche Flächen mit den Kissen fest verbunden sind.According to the invention, this object is achieved in that between the flanges for the cushions a bracket is provided floatingly, which divides the cushions in their longitudinal direction and their on the Unterteilungssteüen surfaces are firmly connected to the cushions.

Mit dieser schwebend zwischen den Flanschen angeordneten Halterung wird einerseits die an den Begrenzungsflächen der Kissen angreifende Beanspruchung reduziert und außerdem die nach außen gerichtete Wölbung verkleinert, ohne daß dabei die Elastizität der Kupplung verschlechtert wird, so daß die Kupplung auch bei größten Drehzahlen mit Erfolg eingesetzt werden kann.With this floating between the flanges mounted bracket is on the one hand to the The stress acting on the boundary surfaces of the cushions is reduced, as well as the external stress Directional curvature is reduced without the elasticity of the coupling being impaired, so that the clutch can be used successfully even at the highest speeds.

Eine besonders einfache und wirkungsvolle Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Kissen zylindrisch ausgebildet und koaxial zu der Kupplungsachse angeordnet sind und die Halterung aus einer quer zur Kupplungsachse liegenden Scheibe oder Ring besteht.A particularly simple and effective embodiment of the invention is that the Cushions are cylindrical and are arranged coaxially to the coupling axis and the holder consists of a disc or ring lying transversely to the coupling axis.

Eine andere ebenfalls sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kissen prismatisch ausgebildet und kranzförmig zur Kupplungsachse angeordnet sind und die Halterung aus einem Armkreuz besteht.Another also very advantageous embodiment the invention is characterized in that the cushions are prismatic and Are arranged in a ring to the coupling axis and the bracket consists of a spider.

Die Erfindung wird an Hand der Darstellungen von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigtThe invention is described with reference to the representations of exemplary embodiments. It shows

F i g. 1 ein Schema zur Darstellung der Arbeitsweise bekannter Kupplungen,F i g. 1 a scheme to illustrate the mode of operation of known couplings,

F i g. 2 in gleicher Weise das Arbeiten einer erfindungsgemäßen Kupplung,F i g. 2 in the same way the operation of an inventive Coupling,

Fi g. 3 und 4 in einem Axialschnitt bzw. im Querschnitt längs der Linie IV-IV der F i g. 3 eine erfindungsgemäße Kupplung mit koaxial zu den Wellen angeordneten Gummikissen,Fi g. 3 and 4 in an axial section and in cross section, respectively along the line IV-IV of FIG. 3 shows a coupling according to the invention with coaxial to the shafts arranged rubber cushions,

Fi g. 5 und 6 in einem Axialschnitt bzw. im Schnitt längs der Linie VI-VI der F i g. 5 eine erfindungsgemäße Kupplung gleicher Art, bei welcher die Gummikissen tangential und kranzförmig angeordnet sind,Fi g. 5 and 6 in an axial section and in section along the line VI-VI in FIG. 5 an inventive Coupling of the same type in which the rubber cushions are arranged tangentially and in a ring are,

Fig. 7 die in Fig. 5 und 6 dargestellte Kupplung vor dem Einbau.7 shows the coupling shown in FIGS. 5 and 6 before installation.

Zunächst wird an Hand der F i g. 1 und 2 die grundsätzliche Ausbildung der Kupplung beschrieben.First of all, on the basis of FIG. 1 and 2 describe the basic design of the coupling.

Bei der gemeinsamen Drehung der beiden Wellen wird jedes Elementarvolumen des zwischen den starren Endarmaturen b und c angeordneten elastischen Gummikissens radial durch eine Fliehkraft df beansprucht, wie in F i g. 1 dargestellt. Hierbei ist angenommen, daß die Gummikissen a tangential angeordnet sind. Für die Gesamtheit eines jeden Gummikissens entsteht eine gesamte Fliehkraftbeanspruchung F, von welcher^- von jeder der Endarmaturen b und c des Gummikissens aufgenommen wird. Außerdem entsteht an jedem Gummikissen infolge der starken Verformbarkeit dieses Werkstoffs eine zentrifugale reifenförmige, nach außen gewölbte Verformung mit der Amplitude D, wie in F i g. 1 dargestellt.When the two shafts rotate together, each elementary volume of the elastic rubber cushion arranged between the rigid end fittings b and c is subjected to a radial load by a centrifugal force df , as in FIG. 1 shown. It is assumed here that the rubber cushions a are arranged tangentially. For the entirety of each rubber cushion there is a total centrifugal load F, of which ^ - is absorbed by each of the end fittings b and c of the rubber cushion. In addition, as a result of the great deformability of this material, a centrifugal, tire-shaped, outwardly curved deformation with the amplitude D, as in FIG. 1 shown.

Um diesen Nachteilen der Wirkungen der Fliehkraft abzuhelfen, aber die Vorteile der großen Torsionselastizität beizubehalten, welche derartigen Kupplungen durch den großen Abstand zwischen den Endarmaturen b und c der Gummikissen α aufweisen, wird jedes Gummikissen mit wenigstens einer Zwischenarmatur bzw. Halterung 3 versehen, welche vorzugsweise gleichweit von den Endarmaturen entfernt ist und auf jeder Seite an den Gummikissen oder den so abgegrenzten halben Gummikissen α_γ (Fig. 2) haftet,.wobei alle Zwischenarmaturen, oder wenigstens eine Gruppe von ihnen, fest mit einem starren Zwischenelement 4 verbunden sind, welches in dem Zwischenraum zwischen den Flanschen 1 und 2 schwebend angeordnet ist.In order to remedy these disadvantages of the effects of centrifugal force, but to maintain the advantages of the great torsional elasticity which such couplings have due to the large distance between the end fittings b and c of the rubber cushions α , each rubber cushion is provided with at least one intermediate fitting or holder 3, which is preferably is equidistant from the end fittings and adheres on each side to the rubber cushions or the so delimited half rubber cushions α _γ (Fig. 2), .With all intermediate fittings, or at least a group of them, are firmly connected to a rigid intermediate element 4, which is arranged floating in the space between the flanges 1 and 2.

Bei dieser Ausbildung (F i g. 2) wird offenbar die Beanspruchung jeder Seite der Endarmaturen b, c und der Zwischenarmatur 3, an welcher nur die aufIn this training (F i g. 2), the stress on each side of the end fittings b, c and the intermediate fitting 3, on which only the

ρ· ein halbes Gummikissen ausgeübte halbe Fliehkraft -j ρ · half a rubber cushion exerted half the centrifugal force -j

radial angreift, auf die Hälfte herabgesetzt, während die nach außen gerichtete elastische Wölbung eines jeden halben Gummikissen Os₁ unter sonst gleichen Umständen nur einen Wert d besitzt, welcher größenordnungsmäßig ein Viertel des Wertes D eines nicht unterteilten Gummikissens ist, so daß die Kupplung mit erheblich höheren Drehzahlen arbeiten kann.acts radially, reduced by half, while the outwardly directed elastic curvature of each half rubber cushion Os ₁ under otherwise the same circumstances only has a value d , which is of the order of a quarter of the value D of an undivided rubber cushion, so that the coupling with considerable can work at higher speeds.

Die obige grundsätzliche Ausbildung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden.The above basic training can be implemented in various ways.

In F i g. 3 und 4 ist der Fall dargestellt, daß die Gummikissen koaxial zu der Kupplungsachse angeordnet sind und auf Abscherung arbeiten. In Fig. 4 sind drei Gummikissen mit ihren an den FlanschenIn Fig. 3 and 4 the case is shown in which the rubber cushions are arranged coaxially to the coupling axis are working on shear. In Fig. 4 there are three rubber cushions with their on the flanges

1, 2 befestigten Endarmaturen b, c gezeigt, wobei jedes Gummikissen in zwei TdIeO₁ durch eine an diesen haftende Zwischenarmatur bzw. Halterung 3 geteilt wird, die drei so gebildeten Zwischenarmaturen 3 sind bei 5 an einem z. B. zweiteiligen schwebenden Zwischenelement 4 befestigt. 1, 2 attached end fittings b, c shown, each rubber cushion is divided into two TdIeO ₁ by an intermediate fitting or bracket 3 adhering to these, the three intermediate fittings 3 thus formed are at 5 on a z. B. two-part floating intermediate element 4 attached.

In F i g. 5 bis 7 ist eine andere Ausführungsform mit tangential angeordneten, prismatisch ausgebildeten Gummikissen dargestellt. Bei dieser Ausführungsform legen sich die Gummikissen α/, welche bei'3' fest mit einem gemeinsamen Armkreuz 4' verbunden sind, außerdem gegen z. B. V-förmige Armaturen 6, wobei die Anordnung vor dem Einbau, z. B. die in F i g. 7 dargestellte Form hat, bei welcher die Teile a{ eines jeden Gummikissens senkrecht zu den Teilen α/ der Nachbarkissen liegen.In Fig. 5 to 7 another embodiment is shown with tangentially arranged, prismatic rubber cushions. In this embodiment, the rubber cushions α /, which are firmly connected at '3' to a common spider 4 ', also lie against z. B. V-shaped fittings 6, the arrangement prior to installation, e.g. B. the in F i g. 7 has the shape shown, in which the parts a { of each rubber cushion are perpendicular to the parts α / of the neighboring cushions.

Beim Einbau bewirken an den entsprechenden Flanschen 1, 2 befestigte Anschläge? eine Verformung der Elemente a_t', indem sie diese zusammendrücken, wie in F i g. 6 dargestellt.During installation cause stops attached to the corresponding flanges 1, 2? deformation of the elements a _t ' by compressing them, as shown in FIG. 6 shown.

In F i g. 6 sowie in F i g. 5 werden die aufeinanderfolgenden Anschläge 7 abwechselnd von dem Flansch 1 und von dem Flansch 2 getragen.In Fig. 6 and in FIG. 5 will be the consecutive Stops 7 carried alternately by flange 1 and flange 2.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung können natürlich auch noch andere Hilfsteile vorgesehen werden, z. B. Einrichtungen zur Zentrierung des schwebenden Zwischenelements 4 in bezug auf die Wellen, welche z. B. eine einzige Gelenkkugel aufweisen können, wenn die Wellen stets zu einem Punkt zusammenlaufen, oder drei Gelenkkugeln, von denen je zwei gleiche Abstände haben, wenn radiale Abweichungen der Wellen zugelassen sind. 5 In the embodiment according to the invention, other auxiliary parts can of course also be provided, e.g. B. means for centering the floating intermediate element 4 with respect to the shafts which, for. B. can have a single joint ball if the waves always converge to one point, or three joint balls, two of which are equally spaced, if radial deviations of the waves are allowed. 5

Claims

Patent claims:

1. Elastic coupling between two coaxially arranged shaft flanges, which by means of

ίο the circumference of the flanges distributed rubber cushions are connected, characterized in that between the flanges (1, 2) for the cushions (a, O ₁ ; a ', a _t ') a holder (3, 4; 3 ', 4') ) is provided floating, the .die cushions divided in their longitudinal direction (/; / ') and whose surfaces located at the subdivision points are firmly connected to the cushions.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the cushions (a, O ₁ ) are cylindrical and arranged coaxially to the coupling axis and the holder consists of a disc or ring (3, 4) lying transversely to the coupling axis.

3. Coupling according to claim 1, characterized in that the cushions (α ', α /) are prismatic and arranged in a ring to the coupling axis and the holder consists of a spider (3', 4 ').

1 sheet of drawings