Warning: fopen(111data/log202007081343.log): failed to open stream: No space left on device in /home/pde321/public_html/header.php on line 107

Warning: flock() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 108

Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 113
DREHFESTE, SPIELFREIE, ELASTISCHE BALGKUPPLUNG ZUR DREHMOMENTÜBERTRAGUNG ZWISCHEN ZWEI WELLEN - Dokument DE69902763T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69902763T2 09.01.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1064468
Titel DREHFESTE, SPIELFREIE, ELASTISCHE BALGKUPPLUNG ZUR DREHMOMENTÜBERTRAGUNG ZWISCHEN ZWEI WELLEN
Anmelder Chr. Mayr GmbH + Co KG, 87665 Mauerstetten, DE
Erfinder VOGL, Norbert, D-86935 Rott, DE;
EBERLE, Johann, D-87660 Irsee, DE
Vertreter Ruschke, Hartmann & Becker, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69902763
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.03.1999
EP-Aktenzeichen 999132814
WO-Anmeldetag 19.03.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/EP99/01857
WO-Veröffentlichungsnummer 0099047827
WO-Veröffentlichungsdatum 23.09.1999
EP-Offenlegungsdatum 03.01.2001
EP date of grant 04.09.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.01.2003
IPC-Hauptklasse F16D 3/72
IPC-Nebenklasse F16D 1/08   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine drehsteife, spielfreie, elastische Metallbalgkupplung zur drehmomentübertragenden Verbindung zweier Wellen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Eine Kupplung dieser Art ist aus der DE-C-929 402 bekannt.

Zur drehspielfreien Verbindung der Metallbälge mit den Antriebs- bzw. Abtriebswellen sind nach dem Stand der Technik zwei Schnitt- oder Verbindungsstellen erforderlich, nämlich eine zwischen dem Balg und einer Nabe und eine andere zwischen der Nabe und der Welle. Ein Nachteil der bekannten Schnitt- oder Verbindungsstellen ist, daß sie nicht voneinander lösbar sind ohne dabei zerstört zu werden, wie durch Schweißverbindungen nach allen möglichen Verfahren, Klebeverbindungen mit einer, zwei oder mehreren Klebefugen oder Bördelverbindungen. Für die zweite Schnitt- oder Verbindungsstelle zwischen Nabe und Welle wurden in der Vergangenheit konische Verbindungen, Schrumpfscheiben, Spannringverbindungen oder Radialklemmen verwendet.

Die bekannten Metallbalgkupplungen weisen durch die Notwendigkeit, zwei Schnitt- oder Verbindungsstellen bereitzustellen, folgende Nachteile auf: Hohe Herstellungskosten, mangelnde Flexibilität bei der Anpassung der Kupplung an die vom Kunden vorgegebenen Schnitt- oder Verbindungsstellen sowie ein hohes Massenträgheitsmoment aufgrund der Vielzahl der Bauteile.

Wenn es notwendig ist schnell eine preisgünstige, verdrehspielfreie, elastische Ausgleichskupplung bereitzustellen, sollte ein ideales Kupplungsdesign folgende Vorteile aufweisen:

Zusammenfassung beider Schnitt- oder Verbindungsstellen; Aufbau nach einem Baukastensystem; Anpassungsmöglichkeit, um eine vorhandene fehlerhafte Ausrichtung der Welle durch einfachen Austausch des drehmomentübertragenden Metallbalges auszugleichen; verdrehspielfreie Konstruktion; hohe Verdrehsteifigkeit; niedrige Verlagerungssteifigkeit; geringes Massenträgheitsmoment.

Um all diese genannten Vorteile zu erzielen, ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Metallbalg-Ausgleichskupplung zu schaffen, die kostengünstig herzustellen ist, durch ein Baukastensystem schnelle Verfügbarkeit gewährleistet, verdrehsteif, verdrehspielfrei und elastisch ist, sowie in eingebautem Zustand die Dynamik des Antriebsstranges nicht beeinflußt.

Das Ziel der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip besteht in der funktionellen Kombination der reibschlüssigen Verbindungen zwischen Balg und Nabe und zwischen der Nabe und der Welle zu einer Verbindung, wobei das zylindrische oder sich leicht nach innen verjüngend ausgebildete Balgende reibschlüssig mittels eines Außenspannsatzes direkt oder indirekt auf die An- und Abtriebswellen geklemmt wird.

Die DD 147 742 offenbart eine Metallbalgkupplung, bei der das Ende des Metallbalges in einer allgemein axialen Richtung ausgeflanscht (leicht konisch oder zylindrisch mit einer leichten Krimpfung) ist und auf einer Nabe an der Welle befestigt ist. Ein äußeres Teil, das nicht detailliert beschrieben wird, wird dazu verwendet, das Ende auf der Nabe und somit auf der Welle fest zu klemmen.

Die DE-A-42 17 765 zeigt eine Metallbalgkupplung, bei der ein radial geschlitzter Klemmring - der um die Breite des Schlitzes zusammenziehbar ist - verwendet wird, um den Metallbalg mit der Welle in eine Klemmverbindung zu bringen. Die Vorgehensweise zur Verbindung des Metallbalges mit dem Klemmring wird nicht im Detail beschrieben; die Verbindung erfolgt auch direkt mit der Welle.

Nach der Offenbarung der US-PS 3,232,076 wird eine Metallbalgkupplung mit einem Metallbalg mit axial zylindrisch ausgeflanschten Enden vorgesehen, die in Ausnehmungen eingesetzt sind, welche in mit einem Innenkonus versehene Gewindehülsen eingearbeitet sind. Diese Hülsen nehmen eine Überwurfmutter auf, die sich innen entgegensetzt verjüngt. Die kegelförmigen Bohrungen nehmen einen axial geschlitzten Doppelkonus auf, der die Welle umgibt. Ein Anziehen der Muttern bewirkt, daß der Doppelkonus radial zusammengezogen und auf der Welle fest geklemmt wird.

Die Metallbalgkupplung der US-PS 4,645,473 offenbart einen Metallbalg mit zylindrisch ausgeflanschten Enden, die jeweils auf einem Ring sitzen. An die Ringe grenzen axial hohle, longitudinal geschlitzte Hülsen an, die ein kegelförmiges Außengewinde aufweisen, wobei die Ringe auf den Wellen befestigt sind. Ein Anziehen der Gewindehülsen zieht diese radial zusammen und klemmt den Metallbalg auf der Welle fest.

Die Zeitschrift "Antriebstechnik" 1997, Ausgabe 10, Seite 88, offenbart eine Metallbalgkupplung, die aus einer Einheit aus dem Metallbalg und einer Nabe besteht, die an den Metallbalg geklebt wird, wobei die Einheit auf einer Nabe platziert wird, die mit der Welle verbunden ist.

In der nachfolgenden Beschreibung sind anhand der Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform im Längsschnitt;

Fig. 1a zeigt einen dazugehörigen Klemmring, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt;

Fig. 2a zeigt einen dazugehörigen Klemmring in einer Draufsicht sowie in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht;

Fig. 2b zeigt eine erste Ausführungsform einer Reduzierbuchse für zylindrische Wellen;

Fig. 2c zeigt eine zweite Ausführungsform einer Reduzierbuchse für sich verjüngende Wellen; und

Fig. 2d zeigt eine Haltefeder.

Gemäß Fig. 1 werden die Enden zweier Wellen 4 durch einen Metallbalg 1 zur Drehmomentübertragung verbunden. Dazu weist der Metallbalg 1 ausgeflanschte Enden 1' auf, die eine reibschlüssige Verbindung mit den Wellen 4 herstellen. Die ausgeflanschten Enden 1' können zylindrisch oder leicht nach innen konisch oder sich verjüngend geformt sein und sie können mit oder ohne Längsschlitzen versehen sein. Die erste Ausführungsform empfiehlt sich zur Verwendung bei zylindrischen Enden 1', die zweite bei leicht nach innen konischen Enden 1'; die zuletzt genannte Form verstärkt die reibschlüssige Verbindung.

Die Enden 1' des Metallbalgs werden auf den Wellen 4 mittels eines Außenspannsatzes fest geklemmt, der in dieser Ausführungsform Klemmringe 2 aufweist. Wie in Fig. 1a gezeigt, ist der Klemmring 2 an einer Stelle 2' radial geschlitzt und um die Breite des Schlitzes 2' zusammenziehbar. Vorzugsweise ist der Schlitz etwas weiter als nötig, um das erforderliche Zuammenziehen zu ermöglichen, um eine Abnutzung, eine ovale Verformung des Klemmrings 2 und etwas unterschiedliche Wellendurchmesser zu berücksichtigen. Der Klemmring 2 besteht aus einem angemessen biegsamen, elastischen oder federnden Material, vorzugsweise aus einem Metall z. B. Federstahl. Das Zusammenziehen erfolgt durch eine Klemmschraube 3, die in fluchtenden Bohrungen in den beiden Enden des Klemmrings 2 untergebracht ist, wobei die zylindrische Bohrung 3' den Schraubenkopf und die Gewindebohrung 3" den Gewindeteil der Klemmschraube 3 aufnimmt. So ist die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Metallbalg 1 und den Enden der Wellen 4 zur Drehmomentübertragung gewährleistet.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die besonders für eine Verbindung von verschiedenen Wellendurchmessern geeignet ist. Es ist auch möglich parallele Wellen mit konischen Wellen zu kuppeln, indem entsprechende Reduzierbuchsen 6, 7 zwischen den Wellen und den ausgeflanschten Enden 1' des Metallbalgs 1 eingesetzt werden. Die Kupplung der Fig. 2 weist auf ihrer linken Seite eine Reduzierbuchse 6 auf (wird in Fig. 2b in größerem Detail gezeigt), die die Durchmesserunterschiede zwischen den ausgeflanschten Enden 1' und einer parallelen Welle ausgleicht, die in die Kupplung aus Fig. 2 von der linken Seite (nicht gezeigt) einmündet. Das auf der linken Seite ausgeflanschte Ende 1' des Metallbalges 1 wird auf eine Reduzierbuchse 6 mittels eines Klemmrings 2a fest geklemmt, der auf die in Fig. 1 beschriebene Art zusammengezogen wird. Falls zwei parallele Wellen verbunden werden sollen, können sowohl das rechte als auch das linke Ende der Kupplung der Fig. 2 ähnliche Reduzierbuchsen aufweisen. Reduzierbuchsen verschiedener Innendurchmesser können die Verbindung von parallelen Wellen unterschiedlicher Durchmesser ermöglichen.

Das rechte Ende der Kupplung nach Fig. 2 zeigt eine Reduzierbuchse mit einer konischen Innenbohrung wie in Fig. 2c dargestellt. Eine solche Bohrung kann typischerweise ein Morsekegel sein oder eine Keilnut wie in Fig. 2c aufweisen. Das ausgeflanschte Ende 1' des Metallbalges 1 auf der rechten Seite von Fig. 2 ist auf der Reduzierbuchse 7 durch den Klemmring 2a festgeklemmt, der auf die gleiche Weise wie in Fig. 1 gezeigt zusammengezogen werden kann. In diesem Fall wird die Welle (nicht gezeigt), die von der rechten Seite der Kupplung aus Fig. 2 einmündet, in der konischen Bohrung jedoch durch den Konus gesichert und daher muß die Klemmkraft nicht durch die Reduzierbuchse 7 übertragen werden. Die Reduzierbuchse 7 wird deshalb zu einem Teil der Welle 4. Jeder Klemmring 2a aus Fig. 2 weist eine ringförmige Vertiefung in der Bohrung nahe der Stirnfläche auf. Diese Vertiefung ist auf eine entsprechende Vertiefung in der Reduzierbuchse 6, 7 ausgerichtet und zusammen halten sie eine Haltefeder 5, die eine axiale Bewegung der Reduzierbuchse relativ zum Klemmring verhindert, bevor der Klemmring fest geklemmt wird.

Fig. 2a zeigt den Klemmring 2a in größerem Detail. Die Einrichtung zum Zusammenziehen des Klemmrings ist jedoch in dem linken Teil der Fig. 2a nicht gezeigt, es handelt sich aber um dieselbe Einrichtung wie in Fig. 2a. Der rechte Teil der Fig. 2a zeigt die sich radial erstreckende ringförmige Vertiefung 2", die die Haltefeder 5 aufnimmt, die sich nahe der rechten Außenfläche des Klemmrings befindet. Die Innenfläche ist mit einer Innenschräge versehen, um einen Freischnitt für den Radius zu schaffen, wo das ausgeflanschte Ende 1' des Metallbalgs in den mittleren Bereich des Balges übergeht.

Fig. 2b zeigt die Reduzierbuchse 6 in größerem Detail. Sie weist eine zentrale Bohrung zur Aufnahme der parallelen Welle und die sich axial erstreckenden Schlitze 6' auf. Diese Schlitze sind in 90º Abständen um den Umfang der Buchse angeordnet und erstrecken sich in die Bohrung. Sie sind abwechselnd von gegenüberliegenden Endflächen der Buchse eingearbeitet. Die Schlitze sorgen für eine radiale Elastizität, die ermöglicht, daß Kraft, die vom Klemmring 2a ausgeübt wird, bis zur zylindrischen Welle übertragen werden kann und somit die gesamte Anordnung steif hält. Dadurch werden die ausgeflanschten Enden 1' des Metallbalges 1 zwischen dem Klemmring 2a und der Reduzierbuchse 6 festgeklemmt und die Reduzierbuchse 6 auf der zylindrischen Welle (nicht gezeigt). Eine ringförmige Vertiefung 6" ist auf der zylindrischen Außenoberfläche der Reduzierbuchse 6 gezeigt, die die Haltefeder 5 aufnimmt, die in Fig. 2d gezeigt ist.

Wie in Fig. 2c gezeigt, wird eine innen konische Reduzierbuchse 7 mit einer inneren Keilnut T zur Sicherung auf der Welle 4 bereitgestellt; eine sich radial erstreckende Umfangsvertiefung 7" ist in den Außendurchmesser eingearbeitet, um die Haltefeder 5 aufzunehmen und an ihrem Platz zu halten.

Fig. 2d zeigt die Haltefeder 5, die vorzugsweise polygonal ausgebildet ist; sie kann aus Federstahl gefertigt sein. Die Haltefeder 5 ist dreieckig; viereckige oder polygonale Federn sind jedoch auch möglich. Die polygonale Form hilft bei der Konzentration der Federkraft auf bestimmte Bereiche der Feder, d. h. auf die Mitten der Seiten, und liefert hervorstehende Ecken, die die Montage, Demontage und den Eingriff mit dem Schlitz im Klemmring erleichtern. Die Tatsache, daß es eine Haltefeder gibt, verursacht einen Schnappeffekt, wenn die Anordnung montiert wird. Das zeigt dem Benutzer, daß die Anordnung festgeklemmt werden kann.

Eine alternative Anordnung zu den in Fig. 1 und 2 beschriebenen Klemmringen 2 und 2a ist die Verwendung eines kommerziell erhältlichen Schrumpfringes, der die Enden 1' des Metallbalges 1 direkt auf die Wellen 4 klemmt.

Liste der Bezugszeichen

1 Metallbalg

1' Ende

2 Klemmring

2a Klemmring

2' radialer Schlitz im Klemmring

2" Nut

3 Klemmschraube

3' Bohrung

3" Gewindebohrung

4 Wellen

5 Haltefeder

6 Reduzierbuchse

6' axiale Hülse

7 Reduzierbuchse

7' Nut

7" Umfangsnut


Anspruch[de]

1. Eine drehsteife, spielfreie, elastische Metallbalgkupplung zur drehmomentübertragenden Verbindung zweier Wellen (4), wobei der Metallbalg (1) ein im allgemeinen ausgeflanschtes Ende (1') aufweist, das durch einen Klemmring (2, 2a) zur reibschlüssigen Verbindung auf den Enden der Wellen (4) fest geklemmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reduzierbuchse (6, 7) zwischen dem ausgeflanschten Ende (1') des Metallbalges (1) und mindestens einer der Wellen (4) bereitgestellt wird, um Durchmesserunterschiede zwischen dem ausgeflanschten Ende (1') und der Welle (4) auszugleichen.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierbuchse (6) axial sich erstreckende Schlitze (6') aufweist, die in die Endflächen davon eingearbeitet wurden (s. Fig. 2b).

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Schlitze (6') abwechselnd auf der linken und der rechten Endfläche beginnen (Fig. 2b).

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierbuchse (7) mittels einer konischen Bohrung auf der Welle befestigt ist (Fig. 2c).

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierbuchse (6, 7) mittels Haltefedern (5) an ihrem Platz gehalten wird.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Balges (1') auf dem Außendurchmesser der Reduzierbuchse (6, 7) zur reibschlüssigen Verbindung fest geklemmt werden.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine formschlüssige, drehfeste Verbindung zwischen einem Ende (1') des Balges (1) und dem Außendurchmesser der Reduzierbuchse (6, 7) besteht, zusätzlich zu deren reibschlüssiger Verbindung.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltefeder (5) in einer radial inneren Vertiefung (2") im Klemmring (2a) aufgenommen wird, um den Klemmring (2a) und die Reduzierbuchse (6, 7) an ihren Plätzen zu halten.

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (5) im Klemmring (2a) Bereiche aufweist die sich radial von der Vertiefung (2") in die Bohrung erstrecken.

10. Kupplung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierbuchse (6) in ihrem Außendurchmesser eine Vertiefung (6") aufweist, in die eine Haltefeder (5) einschnappen kann (Fig. 2b).

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (5) die Form eines n-seitigen Polygons aufweist (Fig. 2d).

12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (5) die Form eines 3-seitigen Polygons aufweist.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefeder (5) aus einem Draht-Biegeteil besteht (Fig. 2d).

14. Kupplung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgeflanschte Ende (1') des Metallbalges (1) eine zylindrische oder leicht einwärts konische Form hat.

15. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (1') des Balges keine Vertiefungen aufweist.

16. Kupplung nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (1') des Balges axiale Schlitze aufweist.

17. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck ausübende Teil eine Klemmschraube (3) ist, die tangential in den entsprechend angeordneten Bohrungen (3, 3') des Klemmrings (2, 2a) aufgenommen wird.

18. Kupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (2a) und die Reduzierbuchse (6, 7) durch einen zwischen beiden Teilen angeordneten Schnappverschluß axial fixiert werden, dessen Funktionsteile integrale Bestandteile des Klemmrings (2a) und der Reduzierbuchse (6, 7) sind.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com