KR20120126086A

KR20120126086A - 2개의 커플링을 구비한 커플링 장치

Info

Publication number: KR20120126086A
Application number: KR1020127021737A
Authority: KR
Inventors: 발터 미스틀바우어
Original assignee: 보이트 파텐트 게엠베하
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-11-06
Publication date: 2012-11-20
Also published as: CA2787519A1; EP2526314B1; US8651966B2; EP2526314A1; DE102010005255A1; WO2011088860A1; JP2013517433A; CN102741577A; KR101761693B1; US20130180818A1; CN102741577B

Abstract

본 발명은, 탄성 커플링으로서, 제1 부분과, 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 스프링의 힘에 대항하여 서로에 대해 어느 정도 회전 가능하며, 상기 스프링은 고무-탄성 재료로 이루어진 판 형상의 스프링 플레이트를 포함하고, 상기 스프링 플레이트 사이에 지지 플레이트가 배열되며, 상기 스프링 플레이트 및 상기 지지 플레이트를 지지하기 위한 복수의 캐리어가 커플링의 둘레에 걸쳐 분포되어 있는 탄성 커플링에 관한 것이다.
본 발명은 이하의 특징, 즉 위에서부터 상기 커플링의 축선을 따라 보았을 때, 각각의 캐리어가 반경 방향 내측으로 테이퍼진 웨지(wedge)의 윤곽을 가지며, 교호적으로 배열된 스프링 플레이트 및 지지 플레이트의 패킷이 각각의 캐리어의 양 측면에 위치되고, 상기 패킷은 캐리어의 2개의 웨지 표면에 인접하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄성 커플링 {ELASTIC COUPLING}

본 발명은 스프링의 힘에 대항하여 서로에 대해 어느 정도 비틀릴 수 있는 제1 부분 및 제2 부분을 구비한 탄성 커플링에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 이러한 커플링을 장착하기 위한 방법에 관한 것이다.

이러한 커플링은 많은 실시예에 공지되어 있다. DE 39 06 201 C1호에는, 예를 들어 고무로 이루어진 탄성체로 구성되는 스프링 요소를 구비한 비틀림 탄성 커플링이 개시된다. 스프링 요소 사이에는 지지 플레이트가 배열된다.

미국 특허 제5,573,460호에는 2개의 커플링 절반부를 구비한 디스크 구성의 탄성 커플링이 개시된다. 감쇠 매체로 충전될 수 있는 감쇠 챔버가 커플링의 반경 방향 외측 영역에 배치된다. 이러한 커플링은 비틀림 진동 감쇠기로서 자동차의 구동렬에 사용된다.

이른바, 동조 질량 감쇠기(tuned mass damper)도 공지되어 있다. 이들은 토크의 전달 없이, 비틀림 진동을 감쇠시킨다(DE 103 46 253 A1 참조).

전술한 유형의 커플링은 특히, 차량의 구조에 사용되는 대량 생산품이다. 생산비는 중량 및 전체 체적과 마찬가지로 중요한 역할을 차지한다. 공지된 커플링에 의해서는 이들 기준을 만족할 만큼 충족시키지는 못한다.

따라서, 본 발명은, 저비용으로 생산될 수 있고, 저 중량 및 작은 전체 사이즈를 제공하는 방식으로, 청구항 제1항의 전제부에 따른 탄성 커플링을 제공하고자 하는 목적에 기초하고 있다.

이러한 목적은 청구항 제1항의 특징에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 커플링은 커플링의 둘레에 걸쳐 분포식으로 배열된 다수의 캐리어에 의해 지지되는, 고무 탄성 재료로 이루어진 판형 스프링(스프링 플레이트)을 구비한 실시예에 기초한다.

본 발명의 관련 특징은 다음과 같다.

- 커플링의 축선의 평면도의 관점에서 보았을 때, 각각의 캐리어는 반경 방향 내측으로 테이퍼진 웨지(wedge)의 윤곽을 갖는다.

- 각각의 캐리어는 2개의 웨지 표면 상에 다수의 스프링 플레이트를 지지한다.

- 각각의 캐리어는 이들에 의해 지지되는 스프링 플레이트와 함께, 미리 장착된 구조적 스프링 유닛을 형성한다.

이는 다음과 같은 이점을 갖는다.

개별 스프링 유닛은 스프링 플레이트가 예를 들어, 가황에 의해 각각의 웨지 표면에 생성되는 방식으로 생산된다. 생성된 스프링 플레이트에 판금 플레이트가 생성되고, 그 후 스프링 플레이트가 판금 플레이트에 생성되어, 스프링 플레이트 및 판금 플레이트가 서로 번갈아 가며 위치된다. 그 후, 전체 스프링 유닛에는 미리 텐션이 인가될 것이다. 이제, 전체 스프링 유닛은 커플링의 제1 부분 또는 제2 부분의 각 홈 내에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 인장 볼트가 외측으로부터 웨지형 캐리어 내로 삽입되어, 제1 부분 또는 제2 부분의 플랜지에 함께 나사결합됨으로써, 전체 스프링 유닛이 단단히 결속되도록, 스프링 유닛 상에 반경 방향 외측으로 부터 힘이 인가된다.

본 발명으로부터 얻어지는 이점은 다음과 같이 요약될 수 있다.

- 제1 부분 또는 제2 부분 상에 스프링 유닛을 장착하기 위해 어떠한 특별한 장착 장치도 필요하지 않다. 오히려, 스프링 유닛은 종래의 공구에 의해 장착될 수 있다. 이는 장착 비용을 경감시키고, 이에 따라 생산비를 경감시킨다.

- 스프링 유닛은 구동이 걸려 있는 상태에서도 용이하게 교환 가능하다.

- 단순하고 컴팩트한 구성으로 인해, 스프링 유닛의 중량 및 이에 따른 전체 커플링의 중량이 작다.

- 작동 동안 스프링 유닛은 양쪽의 회전 방향으로 작용한다.

도 1은 본 발명의 특징을 구비한 커플링 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 정면 관찰 시, 도 1에 따른 커플링 장치의 확대도를 도시한다.
도 3은 교차 선 A-A에 따른 도 2의 물품의 도면을 도시한다.
도 4는 스프링 요소의 측면도를 도시한다.
도 5는 도 4에 따른 스프링 요소의 사시도를 도시한다.
도 6은 웨지형 캐리어의 측면도를 도시한다.
도 7은 도 6의 물품의 평면도를 도시한다.

본 발명은 이하 상세하게 개시되는 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명된다.

도 1에 도시된 커플링 장치는 2개의 디스크형 커플링(1, 10)을 포함한다. 이들은 실질적으로 유사하거나, 심지어 동일한 방식으로 배열된다. 도 1의 좌측에 도시된 커플링은 구동 액슬(axle) 샤프트(도시되지 않음)와 관련되고, 상기 도면의 우측에 도시된 커플링은 역시 도시되지 않은 변속기 출력 샤프트와 관련된다. 도 1에 따른 커플링 장치는 유니버설 조인트 샤프트의 기능을 갖는 것으로 상정한다. 따라서, 구동 액슬 샤프트로부터, 이와 일직선 상에 있지 않는 변속기 출력 샤프트로 토크가 전달될 수 있다.

도 3은 2개의 커플링(1 및 10)을 서로 연결하는 중공 카아던(cardan) 샤프트(2)를 도시한다.

커플링(1)은 구동 액슬 샤프트로부터 커플링(1)으로 토크를 전달하기 위한 치형부(1.1)를 구비한다. 커플링(10)은 커플링(10)으로부터 변속기 출력 샤프트로 토크를 전달하기 위한 치형부(10.1)를 구비한다.

이들 커플링의 구성은 커플링(1)을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 커플링(1)은 별 모양의 베이스 본체(3)를 포함한다. 베이스 본체는 반경 방향 외측으로 연장되는 6개의 돌출부(3.1)를 포함한다. 모든 돌출부는 캐리어(4)인 매우 결정적인 구성요소를 구비한다. 캐리어(4)는 웨지 형상(도 2 참조)이다. 이는 장치의 회전 축선(5)을 향해 테이퍼진다.

모든 캐리어(4)는 나사(6)에 의해 베이스 본체(3)의 돌출부(3.1)에 고정된다. 캐리어(4)를 위치설정하기 위한 직선 핀(7)이 2개의 나사(6, 6) 사이에 배치된다.

도 2는 2개의 커플링(1, 10)이 실질적으로 유사한 방식으로 배열됨을 나타낸다. 커플링(1)의 웨지형 캐리어(4)는 커플링(10)의 인접한 2개의 웨지형 캐리어(40, 40) 사이에 배치된다.

스프링 플레이트(8) 및 지지 플레이트(9)의 패킷이 각각의 캐리어(4, 40)의 2개의 웨지 표면에 체결된다. 이들은 교호적 방식(alternation fashion)으로 배열된다. 스프링 플레이트는 먼저, 캐리어(4)의 각각의 웨지 표면 상에, 그 후 후속하는 지지 플레이트(9)의 각 표면 상에 각각 가황처리 된다. 지지 플레이트(9)는 박강판(sheet steel)으로 제조될 수 있다. 또한, 다른 재료로 지지 플레이트를 제조하는 것도 가능하다.

도 1 내지 도 3에 따른 장치는 철도 차량의 구동용으로 제공된다. 커플링 장치는 구동 액슬과 선회 보기(pivoted bogey) 사이의 비틀림 진동을 보상하는데 사용된다. 커플링 장치는 선회 보기에 설치될 것이다. 본 발명에 따른 구성요소는 카아던식(cardanic fashion)으로 제1 스프링의 스프링 외도(spring excursion)를 보상한다. 이 과정에서, 스프링 유닛 내의 고무층이 축선 방향으로 배치될 것이다.

도 4의 우측에 도시된 바와 같이 스프링 플레이트 및 지지 플레이트의 패킷은 텐션이 인가되어 있지 않은 반면, 좌측의 패킷에는 텐션이 인가되어 있다(도 5도 참조).

도 5는, 위치결정 핀으로서 사용되는 전술한 직선 핀(7)용의 중앙 보링 구멍과, 각각 하나의 체결 나사(6)용의 2개의 인접한 보링 구멍인 상호 정렬된 3개의 보링 구멍을 도시한다.

도 5는 가이드 스트립(20)을 추가로 도시한다. 이는 하나의 커플링의 스프링 유닛에 있어서, 각각의 2개의 단부에, 즉 2개의 외측 지지 플레이트(9) 상에 제공된다. 다른 커플링의 스프링 유닛에는 대신에 2개의 그루브(21)가 제공된다(도 7 참조). 하나의 커플링의 하나의 스프링 유닛의 가이드 스트립(20)은 다른 커플링의 스프링 유닛의 그루브(21)에 결합되어, 스프링 유닛의 축선 방향 이동 방지를 의미하는 축선 방향 고정을 위해 사용된다.

스프링 플레이트(8)는 구동 토크의 결과로서 들어올려지는 것을 방지하기 위해, 장착된 상태에서 미리 텐션이 인가되어야 한다. 미리 텐션을 인가하는 작업은 웨지형 캐리어를 장착함으로써 자동으로 달성될 것이다.

장착은 두 가지의 상이한 방법으로 이루어질 수 있다.

스프링 플레이트(8) 및 지지 플레이트(9)에 의해 형성되는 스프링 패킷은 상호 인접하는 2개의 돌출부(3.1, 3.1) 사이의 중간 공간으로 삽입될 수 있다. 그 후, 웨지형 캐리어(4)가 스프링 패킷 사이에 삽입되어, 조여질 수 있다.

대안적으로, 캐리어(4) 및 스프링 플레이트(8)와 지지 플레이트(9)로 구성되는 스프링 유닛은 미리 단일 유닛으로 연결될 수 있으며, 그 후 삽입되어 관련 캐리어(4)를 돌출부(3)에 나사결합하는 후속 작업이 이루어질 수 있다.

직선 핀(7)은 웨지형 캐리어(4)를 통해 안내되어, 각각의 돌출부(3.1) 내로 도입된다. 이로써, 구성요소의 위치가 보장된다.

나사에 의해 캐리어(4)에 고정되고, 스프링 플레이트(8) 및 지지 플레이트(9)로 구성되는 스프링 패킷을 지나 연장하는 브라킷이 추가로 제공될 수 있다. 이로써, 작동 중에, 스프링 패킷이 반경 방향 외측으로 미끄러지지 않음이 보장된다.

본 발명에 따른 커플링의 생산은 매우 단순하다. 스프링 유닛의 관련 부분, 특히 웨지형 캐리어(4)는 커플링의 중량을 줄이기 위해 알루미늄으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 이하의 탄성 커플링 장착 순서가 유리하다.

- 처음에, 직선 핀(7)이 캐리어(4) 내로 삽입된다.

- 그 후, 캐리어(4), 스프링 플레이트(8) 및 지지 플레이트(9)로 구성되는 유닛이 베이스 본체(3) 상에 장착될 것이다.

이러한 방식으로, 가이드 스트립(20)의 각각의 스트립이 정확한 위치에 배치되어, 관련 그루브(21)에 완만하게 결합되는 것이 보장된다. 만일, 장착이 역순으로 실행된다면, 장착 동안, 가이드 스트립(20)은 재조정될 필요가 있을 것이다.

핀(7)은 반드시 원통형일 필요는 없으며, 임의의 다른 단면을 가질 수 있음을 이해해야 한다.

전술된 방법은 청구항 제6항 또는 제7항에 따른 커플링 장치에 명확하게 적용될 수도 있다. 커플링은 또한, 청구항 제6항 또는 제7항에 따른 커플링 장치의 구성요소를 적용할 수 있다.

1 : 커플링
1.1 : 치형부
2 : 중공 샤프트
3 : 베이스 본체
3.1 : 돌출부
4 : 웨지형 캐리어
5 : 회전 축선
6 : 나사
7 : 직선 핀
8 : 스프링 플레이트
9 : 지지 플레이트
10 : 커플링
10.1 : 치형부
20 : 가이드 스트립
21 : 그루브
40 : 웨지형 캐리어

Claims

탄성 커플링(1, 10)으로서,
제1 부분과,
제2 부분을 포함하고,
상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 스프링의 힘에 대항하여 서로에 대해 어느 정도 비틀릴 수 있으며,
상기 스프링은 고무-탄성 재료로 이루어진 판 형상의 스프링 플레이트(8)를 포함하고,
상기 스프링 플레이트(8) 사이에 지지 플레이트(9)가 배열되며,
상기 스프링 플레이트(8) 및 상기 지지 플레이트(9)를 지지하기 위한 다수의 캐리어(4)가 상기 커플링의 둘레에 걸쳐 분포식으로 배열되는 탄성 커플링에 있어서,
상기 커플링의 축선의 평면도의 관점에서 보았을 때, 각각의 캐리어(4)는 반경 방향 내측으로 테이퍼진 웨지(wedge)의 윤곽을 가지며,
상기 스프링 플레이트(8) 및 상기 지지 플레이트(9)의 패킷은 상기 캐리어의 2개의 웨지 표면에 인접하여 각각의 캐리어(4)의 양측에 교호적으로 배치되는 것을 특징으로 하는
탄성 커플링.
제1항에 있어서,
상기 스프링 플레이트(8) 및 상기 지지 플레이트(9)를 포함하는 스프링 패킷은 상기 캐리어(4)와는 별개의 구성요소인 것을 특징으로 하는
탄성 커플링.
제1항에 있어서,
모든 캐리어(4)는 관련된 스프링 패킷과 함께, 미리 장착된 구조적 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는
탄성 커플링.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
둘레 방향으로 보았을 때, 보다 외측에 있는 지지 플레이트인 지지 플레이트(9)는, 다른 커플링부의 스프링 패킷의 각 가이드 스트립 또는 가이드 그루브와 협력하는 가이드 스트립(20) 또는 가이드 그루브(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는
탄성 커플링.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커플링의 축선(5) 방향으로 보았을 때, 상기 커플링은 별 모양의 베이스 본체(3)를 포함하고,
상기 베이스 본체(3)는 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 돌출부(3.1)를 포함하며,
모든 돌출부(3.1)는 캐리어(4)를 지지하고,
모든 캐리어(4)는 2개의 나사(6, 6)에 의해 관련 돌출부(3.1)에 고정되며,
상기 캐리어(4)의 위치설정을 위해, 상기 2개의 나사(6, 6) 사이에 위치결정 핀(7)이 존재하고, 상기 위치결정 핀은 상기 나사(6, 6)에 대해 축선 방향으로 평행하는
탄성 커플링.
구동 샤프트로부터 출력 샤프트로 토크를 전달하기 위한 커플링 장치에 있어서,
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 2개의 커플링(1, 10)이 제공되고,
상기 2개의 커플링 중 하나의 커플링(1)이 상기 구동 샤프트와 구동 연결되고, 상기 2개의 커플링 중 다른 하나의 커플링(10)이 상기 출력 샤프트와 구동 연결되며,
제1 커플링(1)의 제2 부분이 스페이서 샤프트를 통해 제2 커플링(10)의 제1 부분과 구동 연결되는
커플링 장치.
제6항에 있어서,
상기 스페이서 샤프트는 중공 샤프트인 것을 특징으로 하는
커플링 장치.
제5항에 따른 탄성 커플링을 장착하는 방법에 있어서,
상기 위치결정 핀(7)이 상기 캐리어(4) 내로 삽입되는 단계와,
상기 캐리어(4), 상기 스프링 플레이트(8) 및 상기 지지 플레이트(9)를 포함하는 유닛이 상기 베이스 본체(3)에 장착되는 단계를 특징으로 하는
탄성 커플링 장착 방법.