CH371645A - Kupplung zum lösbaren Verbinden von zwei Körpern - Google Patents

Description

  Kupplung zum lösbaren     Verbinden    von zwei Körpern    Gegenstand der Erfindung ist eine Kupplung     zum     lösbaren Verbinden von zwei vorzugsweise rotieren  den Körpern zwecks     Herstellung    einer     Verbindung    zur       Übertragung    von Drehmomenten mittels Reibung  und/oder     einer    Verbindung für andere Zwecke. Hier  bei kann es sich um solche Kupplungen     handeln,    die  also nur Drehmomente     zu    übertragen haben oder auch  solche Kupplungen:, die dazu dienen, eine Verbindung  herzustellen, damit ein Medium fliessen kann. Selbst  verständlich ist die Kombination der beiden vorstehen  den Funktionsarten denkbar.  



  Kupplungen gibt es in den verschiedensten Vari  anten. Man verwendet mechanische oder hydraulische  Mittel, um die Kupplungselemente gegeneinander zum  Anliegen zu     bringen.     



  Von den vorstehend genannten     Ausführungs-          formen        unterscheidet    sich die erfindungsgemässe  Kupplung     durch;    ein     elastisches.,    wenigstens in Axial  richtung dehnbares Kupplungselement, das zwischen  den beiden zu verbindenden     Körpern    angeordnet ist.

    Die das Kuppeln bewirkenden einander zugeordneten  Teile bilden oder besitzen Nut und Feder als     Eingriffs-          elemente.    Im allgemeinen .sind Nut. und Feder ring  förmig ausgebildet, einander gegenüberstehend,     und,so          zusammenbringbar,    um einmal das Kuppeln zu be  wirken und vor     allem    aber zu erreichen, dass die  beiden fraglichen     Flächen    so fest     aufeinanderhegen,     dass ein Medium nicht mehr entweichen oder eindrin  gen kann. Dabei können Nut und     Federbeispielsweise     auch an Rohrenden, Flanschen und dergleichen an  geordnet     sein.     



  Zweckmässig werden die Kanten der Feder     ballig     und die Nut als flache     Rinne    mit im Querschnitt  kurvenförmiger     Begrenzungslinie    geformt; es ist selbst  verständlich, dass beide einander     zugeordneten    Ele  mente zueinander ausgerichtet sind, wobei aber die  Kantenradien der Feder geringer sein sollen als der         Krümmungsradius    der     kurvenförmigen    Linie, so dass       wenigstens    eine, vorzugsweise aber zwei     Dichtungs-          linien    beim     Zusammentreffen    von einer Nut und     Feder     entstehen.

   Natürlich kann man eine beliebige     Anzahl     Nut     und    Federn gleichzeitig oder in zeitlichem Ab  stand wirksam werden lassen.  



  Bei     einer    speziellen     Ausbildung    des Erfindungs  gegenstandes     soll    das     Verhältnis   <I>(R:</I> r) des     Krüm-          mungsradus        (R),der        kurvenförmigen    Linie     zum    Ab  rundungsradius (r) der Federkante 1 : 0,5     betragen.     



  Nut und Feder können     hälftig    ausgebildet werden  (als Vor- und Rücksprung).  



  Das     Verhältnis    der     Eindringtiefe    der Feder zur  Tiefe der Nut kann zwischen 0,5 bis 1 sein. Das ela  stische Element     kann    aber     auch    an     einem    der beiden  zu     verbindenden    Körper     befestigt    sein.  



  Das     elastische    Element kann einen konvex oder  konkav gewölbten Mantel - bezogen auf     seine    Achse   aufweisen.  



  Die Kupplung kann z. B. zur Verbindung von     zwei     Wellen dienen, sie     kann    aber auch bei Rohrleitungen,  Getrieben usw. angewendet werden.  



  Nachfolgend werden anhand der     Zeichnung    Bei  spiele     erläutert.     



       Wenn    zwei Rohrleitungen - siehe beispielsweise       Fig.    3 - miteinander lösbar verbunden werden sollen,       .dann        verwendet    man ein     Kupplungsglied    3. Das  Kupplungsglied 3 besteht aus einem elastischen, nach  innen gezogenen Mantel und zwei daran befestigten  flanschen ähnlichen Enden, in denen jeweils eine Ring  nut vorgesehen ist. Den beiden     Ringnuten    2     sind     Federn zugeordnet, die an den.

   Enden der beiden zu       verbindenden    Rohre vorgesehen bzw. von diesen  Enden gebildet     sind.    Das Kupplungselement 3 ist     in          bekannter    Weise gelagert (nicht     dargestellt),    und man  kann also beispielsweise Kugel- oder Gleitlager ver  wenden     und    das     Kupplungselement    3     dann    axial zu      den beiden Rohren ausrichten. Wenn jetzt     Innendruck     auf das Element 3 gegeben wird,     dann    streckt sich  das Kupplungselement 3 und     wird    an die Rohre ge  drückt.

   Die beiden Rohre werden somit verbunden,  und es können dann die     Drehmomente    übertragen  werden, oder das     Kupplungsglied    dient nur als     über-          brückung    für einen Flüssigkeitsstrom oder dergleichen  (Kühlung). Selbstverständlich können beide Funk  tionen auch gleichzeitig     erfüllt    werden.

   Durch die  besondere     Ausbildung    von Nut und Feder - siehe  beispielsweise     Fig.    1 und 2 - ergeben sich eine oder  zwei Dichtungslinien, die bei     geeigneter    Materialwahl  nicht nur sehr hohe Drücke aushalten,     sondern        auch     unempfindlich gegen     Temperaturen    sind. Versuche  haben auch gezeigt, dass die     Wiederholbarkeit    in un  begrenztem Umfange gegeben ist, ohne     dass    die Dich  tungsleistung nachlässt.  



  Es ist nicht zwingend, dass alle oder     einige    der       Elemente;        Durchlauföffnungen    aufweisen.  



       Fig.    1 zeigt dann, wie man Nut     und    Feder     bezüg-          lich    der Tiefe<I>u</I>     bzw.        Eindringtiefe   <I>t</I>     günstig    gestaltet;  das     Verhältnis   <I>t : u</I> liegt zweckmässig im Bereich von  0,5 bis 1.  



  In     Fig.    2 ist eine     flanschähnliche        Ausführungsfarm     gezeigt; darin bedeutest M den Mittelpunkt für den       Krümmungsradius    R der     kurvenförmigen        Begren-          zungslinie    der Nut; der Radius r bezieht sich auf die  Krümmung der Rundung an den Kanten der Feder  mit     Mittelpunkt    m.  



       Fig.    4     zeigt    ein     ähnliches        Kupplungselement    wie       Fig.    3; hier ist nur das     Kupplungselement    3a etwas  kürzer gehalten. Im übrigen wirken hier die Ring  flächen 5d mit, um den     Anpressdruck    zu erhöhen.  



  In     Fig.    5 ist der Mantel des Kupplungselementes  3b nach aussen gewölbt. Hier muss     also    der Druck  von aussen einwirken (oder innen Unterdruck), um das  Kuppeln zu     bewirken.    Dies kann man dadurch errei  chen, dass man     eine        Manschette        herumlegt    und zwi  schen Manschette und Mantel den Druck     erzeugt.    (Die       Manschette    ist     nicht        gezeigt.)    Man kann aber     auch     diese     Anordnung        dort    vorsehen,

   wo in     einem    Behälter  oder dergleichen ein Druck gegeben ist und die Rohr  leitung nur d     urch    den Behälter hindurchgeführt wird.  Wird der Druck indem Behälter dann erhöht, so ist  die Verbindung zwischen der Nut und der Feder  (beidseitig) gegeben.  



  Man kann     natürlich    den Mantel     wandungsmässig     auch unterschiedlich stark machen, so dass z. B. eine  Streckung vorzugsweise in einer Richtung erfolgt. Das       Kupplungselement    kann man auch gleich mit einem  Rohr     vereinigen,    so     däss    diese beiden Teile fest sind;       eine    Streckung braucht also nur in einer Richtung     zu     erfolgen.  



  In     Fig.    6 ist     noch:        eine        Abdeckung    9 vorgesehen.  Dadurch hat man den Mantel von den     Ringflächen    5a  getrennt. Auf den Mantel könnte man also von aussen  einen Druckeinwirken lassen und     auf    die     Ringflächen     5a von innen.

   Durch     Addition    und     Subtraktion    der  hier     wirksamen    Kräfte ist eine Steuerung der     Kupp-          lungdenkbar.            Fig.    7 zeigt eine     ähnliche        Ausführungsform    wie in       Fig.    3 beschrieben, nur mit dem Unterschied, dass  der Mantel     balgähnlich    ausgebildet ist.

   Der Druck  wird also nur auf die     Ringflächen    5b wirken, wobei  die sich bewegenden Teile in     Führungen        gelagert    sind,  so     sdass    nur eine     Axialbewegung    denkbar ist.  



  Die Verbindungen 11 dienen nur     dazu,    die Kraft  zu     übertragen.    Es kann sich hierbei um Stifte oder  auch ringförmige Elemente handeln, die sich axial  nicht,     mitbewegen,    sondern so viel Spiel in den die  Flächen 5b aufweisenden Teilen haben, dass diese  sich zwecks     Verbindung    bewegen können. Es muss nur  dafür gesorgt werden,     d@ass    ein in Umfangsrichtung  wirkender Anschlag oder     Mitnehmer    vorgesehen ist,  damit auch ein Drehmoment - wenn dies erforderlich  ist - übertragen werden kann.  



  Eine weitere     Ausführungsform    ist in     Fig.    8 ge  zeigt. Der Mantel 9 wird durch Einbringen einer  Flüssigkeit, eines Gases usw. in Richtung nach aussen  gewölbt und der     Kuppelungseffekt    soll     wiederum    er  reicht werden, wie     vorbeschrieben.    Hier     sind        aber     Rohrenden 8 vorgesehen, so dass sich der Druck  ablauf nur in dem Raum zwischen dem Mantel und  den Rohrenden 8 abspielen kann. Eine solche Kupp  lung     würde    man also verwenden, wenn irgend ein  Medium durch das Rohr fliessen soll und die Steuerung  von aussen     erfolgen    muss.

   Das Druckmedium wird  durch einen Stutzen 6     eingeführt.    Ein entsprechendes  Steuerorgan mit Druckerzeuger usw. gehört     hierzu,     ist aber nicht weiter dargestellt worden.  



  Die Ausführungsform gemäss     Fig.8    kann man  noch anders     gestalten,    indem man den     Mantel    7 in       Umfangsrichtung        plisseeähnlich    gestaltet. In der       Mittelpartie    ist dann -     Fig.    9 - eine     Faltenbildung    7a  vorgesehen; der     Mantel    läuft zum Rand hin     glatt    aus.  



       Fig.    10 entspricht im wesentlichen der     Fig.6;     nur ist hier der Mantel stellenweise plisseeähnlich  gestaltet. Die Faltenbildung ist im     Mittelbereich    an  nähernd aufgelöst, weil der Mantel 3e konvex gewölbt  ist.  



  Eine ähnliche Ausführungsform wie     Fig.    10 zeigt       Fig.    11; lediglich     dass    hier noch eine äussere Begren  zung 9a vorgesehen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kupplung zum lösbaren Verbinden von zwei Körpern zwecks Herstellung einer Verbindung zur Übertragung von Drehmomenten mittels Reibung und/oder einer Verbindung für andere Zwecke, ge kennzeichnet durch ein elastisches, wenigstens in Axialrichtung dehnbares Kupplungselement zwischen den beiden zu verbindenden Körpern, wobei die das Kuppeln bewirkenden, einander zugeordneten Teile Nut und Feder als Eingriffselemente bilden oder be sitzen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das elastische Element - bezogen auf seine Achse - einen konvex oder konkav ge wölbten Mantel aufweist. 2. Kupplung nach Patentanspruch und Unter- anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel balgähnlich ausgebildet ist und zwei mit Druckflächen (5b) versehene Teile an seinen Enden trägt. 3.

   Kupplung nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Feder ballig und die Nut als flache Rinne mit kurvenförmiger Begrenzungslinie, die Kanten radien aber geringer als der Radius der kurvenför- migen Linie ausgebildet sind, so dass sich wenigstens eine, vorzugsweise zwei Berührungs- bzw. Dich tungslinien beim Zusammenpressen ergeben. 4.

   Kupplung nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis<I>(R:</I> r) des Krümmungsradius (R) der genannten Linie zum Abrundungsradius (r) der Federkante = 1 : 0,5 ist. 5.

   Kupplung nach Patentanspruch und den Unter- ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Nut und Feder hälftig - als Vor- und Rücksprung - aus- gebildet sind. 6.

   Kupplung nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis <I>(t : u)</I> der Federeindringtiefe <I>(t)</I> zur Tiefe (u) der Nut in einem Bereich von 0,5 bis 1 liegt. 7.

   Kupplung nach Patentanspruch und den Unter- ansprüchen 1 bis<B>6,</B> dadurch gekennzeichnet, d'ass ein den Innenraum des Kupplungselementes aus- füllendes,

   gegebenenfalls durchfliessendes Medium - je nach vorhandenem einstellbarem Druck - selber als Steuermittel wirkt oder jeweils ein fremdes Steuer- mittel mit eigenem Kreislauf und zugeordneter Steuer- pumpe zum Einsatzgelangt. B.

   Kupplung nach Patentanspruch und den Unter- ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element plisseeähnlich - sowohl in Längs- als auch in Querrichtung - ausgebildet ist.