DE7541299U

DE7541299U - Coupling that dampens vibrations and torque surges

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Publication number: DE7541299U
Application number: DE7541299U
Authority: DE
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1975-01-13
Publication date: 1976-04-29

Description

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Schweinfurt, 15.12.1975 NL 74 031 DT FR/cjSchweinfurt, December 15, 1975 NL 74 031 DT FR / cj

Vibrations and torques d'apparating clutch

Die Neuerung betrifft eine elastische Kupplung zur übertragung von Drehmomenten, mit mindestens einem inneren und einem äusseren Kupplungselement, zwischen denen mindestens ein aus mehreren Lagen aufgebautes Kupplungsglied angeordnet ist, dessen Lagen abwechselnd aus einem metallischen und einem elastomeren Material bestehen.The innovation concerns an elastic coupling for transmission of torques, with at least one inner and one outer coupling element, between which at least a coupling member made up of several layers is arranged, the layers of which alternate from a metallic and consist of an elastomeric material.

Kupplungen sind im allgemeinen Bauelemente zum übertragen von Drehmomenten von einer Welle auf eine andere. Zu diesem Zweck sind bereits eine» Reihe von Kupplungen bekannt, die fest oder beweglich, starr oder elastisch, ein- und ausrückbar, ja sogar steuerbar ausgebildet sein können. Die vorliegende (Neuerung befasst sich mit der Gruppe der elastischen Kupplungen. Mit diesen Kupplungen können beispielsweise geringeCouplings are generally components for transmission of torques from one shaft to another. For this purpose, a »series of couplings are already known which fixed or movable, rigid or elastic, can be engaged and disengaged, even controllable. The present (The innovation deals with the group of flexible couplings. With these couplings, for example, small

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Winkelabweichungen zwischen zwei Wellen ausgeglichen und/oder plötzlich auftretende Drehmomentspitzen gemildert werden. Letzteres ist möglich,da diese Spitzen vorübergehend in Form von mechanischer Arbeit gespeichert werden. Plötzliche Drehmomentspitzen treten beispielsweise bei den Antrieben in Walzwerken auf, nämlich dann, wenn das zu walzende Gut zwischen die Walzen eingeführt wird. Plötzliche Drehmomentspitzen bewirken dabei oft das Auftreten von schädlichen Schwingungen, die wiederum die Getriebe des Walzenantriebs ungünstig beeinflussen.Angular deviations between two shafts are compensated and / or sudden torque peaks are reduced. The latter is possible because these peaks are temporarily in shape saved from mechanical work. Sudden torque peaks occur in the drives, for example Rolling mills, namely when the material to be rolled is introduced between the rollers. Sudden torque peaks This often causes the occurrence of harmful vibrations, which in turn affect the gears of the roller drive adversely affect.

Kupplungen der eingangs beschriebenen Art sind bereits bekannt, beispielsweise aus der DT-OS 1.575,964. Diese Kupplungen besitzen ein Kupplungsglied zwischen zwei Wellenenden, das aus verschiedenen Lagen von abwechselnd konzentrisch übereinander angeordneten glatten und gewellten Stahlbändern besteht, die als Ganzes einen im wesentlichen nolygonförmigen Ring bilden. Derartige Kupplungen haben jedoch den Nachteil, dass eine gute Elastizität dieser Kupplungen durch verhältnismässig teueren Federstahl für die verwendeten Stahlbänder erkauft werden muss. Hinzu kommt, dass bei einer derartigen Bauweise an den Oberflächen der verschiedenen Lagen hohe Reibungskräfte auftreten, die zu einem vorzeitigen Verschleiss führen und lästige Geräusche erzeugen können, wenn das Kupplungsglied nicht sorgfältig geschmiert wird. Eine regelmässige Schmierung bedeutet wiederum höhere Wartungskosten.Couplings of the type described at the outset are already known, for example from DT-OS 1,575,964. These clutches have a coupling member between two shaft ends, which consists of different layers of alternating concentric smooth and corrugated steel strips arranged one above the other, which as a whole have a substantially polygonal shape Form a ring. However, such couplings have the disadvantage that a good elasticity of these couplings by relatively expensive spring steel has to be bought for the steel strips used. In addition, with such a Construction method with high frictional forces on the surfaces of the various layers occur which lead to premature wear and tear and can generate annoying noises when the coupling member is not carefully lubricated. Regular lubrication, in turn, means higher maintenance costs.

Es sind ferner Kupplungen mit einem elastischen Bereich bekannt, der aus verschiedenen Lagen sich abwechselnder Metall- und Guirjnibänder besteht. Diese Lagen sind entweder spiralförmig gewickelt oder sie bestehen aus konzentrisch übereinander angeordneten Ringen. Derartige Kupplungen sind beispielsweise in den US-PS 2.995.907 und 2.752.766 beschrieben. Die elastischen Bereiche dieser Kupplungen sind jedochThere are also couplings with an elastic area known, which consists of different layers of alternating metal and guirjni ligaments. These layers are either spiral wound or they consist of rings arranged concentrically one above the other. Such couplings are for example in U.S. Patents 2,995,907 and 2,752,766. However, the elastic areas of these couplings are

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relativ schwierig herzustellen, da die Lagen verhältnismässig genau gefertigt werden müssen, wenn die Drehmomentübertragungs- und Dämfjpungseigenschaften über den ganzen Querschnitt des elastischen Bereichs gleich sein sollen. Falls die Spannungen zwischen den verschiedenen gewickelten Lagen variieren, oder falls die Toleranzen der konzentrischen Ringe zu gross sind, dann streuen die Eigenschaften derartiger Bereiche unkontrolliert. Ausserdem besitzen Kupplungen mit spiralförmig gewickelten Lagenin verschiedenen Drehrichtungen unterschiedliche Elastizitätseigenschaften.relatively difficult to manufacture because the layers are relatively difficult must be manufactured precisely if the torque transmission and damping properties over the whole Cross-section of the elastic area should be the same. In case the tension between the different wound Positions vary, or if the tolerances of the concentric rings are too large, then the properties of such rings scatter Areas uncontrolled. In addition, clutches have helically wound layers in different directions of rotation different elasticity properties.

Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wartungsfreie und kostengünstig herzustellev elastische Kupplung zu schaffen, mit der in jeder Drehrichtung relativ hohe Drehmomente übertragen werden können und die dennoch gute Dämpfungseigenschaften hinsichtlich möglicher Schwingungen und Drehmomentenstösse besitzt.The present innovation is based on the task of producing a maintenance-free and inexpensive elastic one To create clutch with which relatively high torques can be transmitted in each direction of rotation and which nevertheless has good damping properties with regard to possible vibrations and torque surges.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäss auf einfache Weise dadurch gelöst, dass die Lagen aus plattenförmigen Abschnitten bestehen, die je Lage entsprechend den Seiten eines Polygons angeordnet sind.According to the innovation, this object is achieved in a simple manner in that the layers are made up of plate-shaped sections exist, which are arranged per layer according to the sides of a polygon.

Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Neuerung das Kupplungsglied als ein Art Ring ausgebildet ist, der als innere und äussere Begrenzung je eine polygonförmige Hülse aufweist, mit denen das Kupplungsglied jeweils mit den Kupplungselementen formschlüssig verbunden ist.A particularly good effect is achieved if, in a further embodiment of the innovation, the coupling member as a type Ring is formed, which each has a polygonal sleeve as an inner and outer boundary, with which the coupling member is positively connected in each case to the coupling elements.

Weitere Einzelheiten und zweckmässige Weiterbildungen sind nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.Further details and expedient developments are shown below with reference to those shown schematically in the drawing Embodiments described and explained in more detail.

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Fig. 1Fig. 1

bis 3 perspektivische Darstellungen von drei verschiedenen Ausführungsarten der neuerungsgemassen Kupplung,up to 3 perspective representations of three different types of the clutch according to the innovation,

Fig. 4Fig. 4

bis 6 Axialschnitte der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Kupplungen undto 6 axial sections of the couplings shown in FIGS. 1 to 3 and

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein elastisches Kupplungsglied, das bei den Kupplungen gemäss Fig. 1 bis 6 verwendet ist.7 shows a cross section through an elastic coupling member which is used in the couplings according to FIGS. 1 to 6 is used.

Bei der in Fig. 1 und 4 gezeigten Kupplung sind zwei Wellen 1 und 2 derart miteinander verbunden, dass die Welle 1 mit einem Endabschnitt 3 in ein Kupplungsglied 4 formschlüssig gesteckt ist, welches wiederum in einem Kupplungskopf 5 der Welle 2 formschlüssig eingesetzt ist. Das Aussenprofil des Endabschnitts 3 und das Innenprofil des Loches Im Kupplungsglied 4 einerseits, und das Aussenprofil des Kupplungsgiiedes 4 und das Innenprofil der Ausnehmung im Kupplungselement 5 andererseits, sind sechseckig ausgebildet.Durch diese polygone Verbindungsart - andere Profile sind ebenfalls möglich - wird vorteilhaft erreicht, dass das Kupplungsglied 4 als Zwischenelement zwischen den Wellen l und 2 relativ hohe Drehmomente übertragen kann, ohne dass besondereBefestigungsmittel erforderlich sind.In the coupling shown in FIGS. 1 and 4, two shafts 1 and 2 are connected to one another in such a way that the shaft 1 with an end portion 3 is positively inserted into a coupling member 4, which in turn is in a coupling head 5 of the Shaft 2 is used positively. The outer profile of the end section 3 and the inner profile of the hole in the coupling member 4 on the one hand, and the outer profile of the coupling member 4 and the inner profile of the recess in the coupling element 5, on the other hand, are hexagonal. This type of polygonal connection - other profiles are also possible - It is advantageously achieved that the coupling member 4 as an intermediate element between the shafts 1 and 2 is relatively high Torques can be transmitted without the need for special fasteners required are.

Falls eine Kupplung mit einer hohen Flexibilität gewünscht wird, ist es auch möglich, mehrere Kupplungsglieder 4 hintereinander zu schalten. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 2 und 5 gezeigt. Hier ist beispielsweise eine Zwischenweile 6 verwendet, die mit ihren Endabschnitten in dieIf a coupling with a high degree of flexibility is desired, it is also possible to have several coupling members 4 one behind the other to switch. Such an arrangement is shown in Figs. For example, here is a break 6 used, the end sections in the

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Kupplungsglieder 4 eingreift, welche jeweils in einem Kupplungsring 5' angeordnet sind. Die sich anschliessenden Wellen l¹ und 2' sind dabei entsprechend der Zwischenwelle 6 jeweils in der anderen Hälfte der Kupplungsringe 5¹ befestigt. Coupling members 4 engages, which are each arranged in a coupling ring 5 '. The adjoining shafts l ¹ and 2 'are attached to the intermediate shaft 6 in the other half of the coupling ^{rings 5 1.}

In den Fig. 3 und 6 ist eine Anordnung einer möglichen Kupplung m*t einer besonders hohen Flexibilität gezeigt. Die Wellen 1 und 2 sind hier mit einer Kupplungseinrichtung verbunden, die mehrere koaxial angeordnete Kupplungsglieder 4 besitzt. Die Kupplungsglieder 4 sind hier zwischen mehreren koaxial angeordneten Torsionshülsen 7 eingesetzt, deren Querschnitte ebenfalls sechseckig ausgebildet sind. Die Verbindung des innersten Kupplungsqliedes 4 mit der Welle 1 und des äussersten Kupplungsgliedes 4 mit der Welle 2 entspricht der Verbindungsart gemäss Fig. 1 und 4. Durch eine mögliche Torsionsbewegung der Hülsen 7 besitzt eine derartig aufgebaute Kupplung besonders gute rigenschaften hinsichtlich Flexibilität und Dämpfung.3 and 6 show an arrangement of a possible coupling m * t of particularly high flexibility. the Shafts 1 and 2 are connected here to a coupling device, which has several coaxially arranged coupling members 4 owns. The coupling members 4 are used here between a plurality of coaxially arranged torsion sleeves 7, the Cross-sections are also hexagonal. The connection of the innermost clutch member 4 with the shaft 1 and of the outermost coupling member 4 with the shaft 2 corresponds to the type of connection according to FIGS. 1 and 4. By a possible Torsional movement of the sleeves 7 has a coupling constructed in this way with particularly good properties Flexibility and cushioning.

Das neuerungsgemässe Kupplungsglied 4 ist in Fig. 7 im Schnitt dargestellt. Es ist aus mehreren Lagen von abwechselnd aus einem metallischen und einem elastomeren Material bestehenden, plattenförmigen Abschnitten 8a bis 8f aufgebaut, die je Lage entsprechend den Seiten eines Sechsecks angeordnet sind. Die einzelnen Abschnitte sind an ihren Endabschnitten beispielsweise durch eine Vulkanisation bzw. Schweissung miteinander verbunden. Die so zusammengefügten Abschnitte 8a bis 8f bilden zusammen einen polygonförmigen Ring, der bereits in dieser Form zwischen die Kupplungselemente eingesetzt werden kann, da diese den Ring zusammenhalten. Wie jedoch in Fig. 7 dargestellt, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Kupplungsglied 4 zweckmässigerweise als ein Art Ring ausgebildet, der als innereThe coupling member 4 according to the invention is shown in FIG Section shown. It is made up of several layers of alternating metallic and elastomeric material existing, plate-shaped sections 8a to 8f constructed, each position corresponding to the sides of a hexagon are arranged. The individual sections are at their end sections, for example by vulcanization or Welded together. The sections 8a to 8f joined together in this way together form a polygonal one Ring that can be used in this form between the coupling elements, as these hold the ring together. However, as shown in FIG. 7, the coupling member 4 is expediently in the present exemplary embodiment designed as a kind of ring, the inner

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und äussere Begrenzung je eine polygonförmige - hier sechseckige - Hülse 9 und 10 aufweist, mit denen das Kupplungsglied 4 formschlüssig mit den Kupplungselementen verbunden wird. Die Dampfungs- und Flexibilitätseigenschaften einer Kupplung können durch eine bestimmte Gestaltung des Kupplungsgliedes leicht beeinflusst werden, beispielsweise dadurch, dass das Dickenverhältnis zwischen den einzelnen Lagen unterschiedlich gewählt wird, oder dass die metallischen Abschnitte gegenüber den elastomeren eine unterschiedliche Querschnittsfläche aufweisen.and outer boundary each a polygonal - here hexagonal - Has sleeves 9 and 10, with which the coupling member 4 is positively connected to the coupling elements will. The damping and flexibility properties of a Coupling can easily be influenced by a certain design of the coupling member, for example by that the thickness ratio between the individual layers is chosen differently, or that the metallic Sections have a different cross-sectional area compared to the elastomeric.

Die neuerungsgemässe Kupplung arbeitet im Prinzip wie folgt: Wird ein Drehmoment durch eine solche Kupplung übertragen, dann werden die Ecken des polygonförmiqen inneren Wellenendes oder die des Ringes 10 um einenbestimmten Betrag ins Innere des flexiblen Teils des Kupplungsgliedes 4 gedruckt, wodurch die Abschnitte aus dem elastomeren Material zusammengedrückt werden. Falls die Abschnitte nicht einen geschlossenen Ring darstellen, können sich diese dabei auch gegenseitig verschieben. Bei Ruhestellung federn die Abschnitte jedoch aufgrund ihrer Flexibilität in ihre Ausgangstellung wieder zurück. Bei wechselnden Drehmomenten erfolgt ebenfalls ein gegenseitiger Ausgleich der Abschnitte, wodurch die Kupplung sehr gute Elastizitätseigenschaften erhält.The clutch according to the innovation works in principle as follows: If a torque is transmitted through such a clutch, then the corners of the polygonal inner shaft end or those of the ring 10 are ins Inside of the flexible part of the coupling member 4 is printed, whereby the sections of the elastomeric material are pressed together will. If the sections do not represent a closed ring, they can also be mutually exclusive move. In the rest position, however, the sections spring into their starting position due to their flexibility back again. With changing torques there is also a mutual compensation of the sections, whereby the coupling has very good elasticity properties.

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Claims

SKF KUÜELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, December 15, 1975 NL 74 031 DT FR / cj claims for protection

1. Coupling for the transmission of torques with at least an inner and an outer coupling element, between which at least one made up of several layers Coupling member is arranged, the layers of which alternate from a metallic and an elastomer Material, characterized in that the layers consist of plate-shaped sections (8a to 8f) which are arranged per layer according to the sides of a polygon.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the coupling member (4) is designed as a type of ring, which is a polygonal one as an inner and an outer boundary Has sleeve (9,10).

3. Coupling according to claim 1 and 2, characterized in that that the coupling member (4) is positively connected to the coupling elements by means of the sleeves (9, 10).

4. Coupling according to claims 1 to 3, characterized by an arrangement of several coupling members (4) between coaxially arranged torsion sleeves (7).

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