CH413512A - Elastische Kupplung - Google Patents

Description

  Elastische Kupplung    Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische  Kupplung, bestehend aus zwei mit der treibenden       bzw.    der getriebenen Welle verbundenen Scheiben,  zwischen denen zur Erzielung einer nicht linearen  Charakteristik ein dauernd wirksames erstes System  auf Schub beanspruchter elastischer Elemente und  ein erst nach bestimmter gegenseitiger Verdrehung  der Scheiben wirksames weiteres System auf Druck  beanspruchter Elemente angeordnet ist.  



  Eine vorteilhafte Eigenschaft der Kupplungen  dieser Art ist die Fähigkeit, nicht nur die Drehmo  mente elastisch zu übertragen und die Stösse zu  dämpfen, sondern auch die     Torsionsschwingungen     der Wellen zu absorbieren oder zu eliminieren. Es ist  bekannt, dass beim Antrieb von Schiffsaggregaten  mittels Verbrennungsmotoren durch den Einfluss der  Ungleichmässigkeit des Drehmomentes     irn    Aggregat  eine gefährliche     Torsionsschwingung    entsteht, und  zwar nicht nur im Bereich der hohen Betriebsdreh  zahlen des Motors, sondern auch bei niedrigen Dreh  zahlen.

   Es sind elastische Kupplungen bekannt, deren  Charakteristik linear verläuft,<B>d.</B> h. mit dem Anstieg  des übertragenen Drehmomentes wächst bei ihnen  auch der     Verdrehungswinkel    der Kupplung linear.  Dadurch kann ihr     Dämpfungsvermögen    der     Tor-          sionsschwingungen    nur einen bestimmten Drehzahl  bereich umfassen; gewöhnlich wird das Gebiet der       Torsionsschwingungen    nur bei hohen Motordrehzah  len gedeckt. Demgegenüber wird die gefährliche     Tor-          sionsschwingung    im Bereich der niedrigen Betriebs  drehzahlen des Motors durch Kupplung mit der  linearen Charakteristik überhaupt nicht gedämpft.  



  Die Aufgabe der Erfindung besteht darin,     Tor-          sionsschwingungen   <B>-</B> besonders bei Schiffsaggrega  ten<B>-</B> sowohl bei einer kleinen Belastung als auch bei    einer sie mehrmals übersteigenden Beanspruchung  abzudämpfen. Dies erreicht man. bei den bekannten  elastischen Kupplungen durch eine besondere Kupp  lungskonstruktion mit einer nichtlinearen Charakteri  stik, bei der die Steifheit der Kupplung bei kleiner  Belastung sehr klein, wogegen bei voller Belastung  mehrfach grösser ist. Bekannte elastische Kupplun  gen mit einer nichtlinearen Charakteristik sind jedoch  verhältnismässig kompliziert, in der Fertigung kost  spielig und ihre Montage beim Aggregat schwierig.

    Diese Kupplungen gestatten     darüberhinaus    keine ge  nügende Radial- und     Winkelauslenkung    der Wellen  achsen.  



  Die angeführten Nachteile werden dadurch besei  tigt, dass erfindungsgemäss die elastischen Elemente  des ersten Systems einzelne schubbeanspruchte, an  den beiden Scheiben abnehmbar befestigte Gummi  körper sind.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der       erfindungsgemüssen    Kupplung abgebildet. Es zeigen:       Fig.   <B>1</B> die     Kupplungscharakteristik,        bzw.    die  Kennlinie der Drehmomente in Abhängigkeit von  den     Winkelteildrehungen    der Kupplung,       Fig.    2 einen radialen Schnitt durch den Kupp  lungsteil nach der Linie     B-B    der     Fig.   <B>3,</B>       Fig.   <B>3</B> einen Schnitt durch die Kupplung nach der  Linie     A-A    der     Fig.    2,

         Fig.    4 einen Schnitt nach der Linie     C-C    der       Fig.   <B>3.</B>  



  Wie aus dem in der     Fig.   <B>1</B> gezeichneten Dia  gramm hervorgeht, weist die betreffende elastische  Kupplung eine nicht lineare     Endcharakteristik    auf,  welche aus zwei Linienteilen besteht, von denen der  Linienteil     OA    der Charakteristik des erstgenannten  Systems der elastischen Elemente entspricht, welches      bei der     Winkel-Teildrehung    um den Winkel a<B>A</B>  durch die Drehmomente bis in den     Flunkt        MKA    un  abhängig beansprucht wird. Der weitere     Linienteil     <B>Äff</B> der     Endcharakteristik    betrifft vorwiegend das  zweite System der elastischen Elemente, die die er  höhten Drehmomente übertragen.

    



  Die eigentliche Konstruktion der elastischen  Kupplung besteht aus der Antriebsscheibe<B>3</B> und der  angetriebenen Scheibe 4     (Fig.    2). Die gegenseitige  Verbindung zwischen den beiden Scheiben<B>3,</B> 4 wird  mittels eines Systems<B>A</B> elastischer Elemente durch  geführt, welche durch zylindrische, aus elastischem  Material<B>-</B> z. B. aus Gummi<B>-</B> hergestellten Körpern  <B>1</B> gebildet werden. Die Achsen der elastischen Kör  per<B>1</B>     bzw.    ihre Durchmesser liegen auf der Kreislinie  von einem Radius r. Der elastische Körper<B>1</B> ist mit  zwei Flanschen<B>l'</B> versehen, die an die parallelen,  ebenen Körperwände z. B. durch Anschweissen oder  durch     Anvulkanisieren    angeschlossen sind.

   An jedem  Flansch ist eine Schraube<B>Y'</B> derart befestigt, dass  jeweils zwei     gegeneinanderliegende    Schrauben auf  einer gemeinsamen, lotrecht zum Flansch<B>l'</B> stehen  den Achse liegen. Bei der Übertragung der Drehmo  mente von der Antriebsscheibe<B>3</B> auf die getriebene  Scheibe 4 werden die einzelnen elastischen Elemente  des Systems<B>A</B> auf Schub beansprucht.  



  Die Kupplungsscheiben<B>3,</B> 4 sind mit einem wei  teren System B der elastischen Elemente zur     über-          tragung    der Drehmomente höherer Werte versehen.  Dieses System wird durch Blöcke 2     (Fig.   <B>3,</B> 4) gebil  det, die ebenfalls aus elastischem Material, z. B. aus  Gummi hergestellt sind. Ein jeder elastische Block  2 ist auf geeignete Weise<B>-</B> z. B. durch     Anvulka-          nisieren   <B>-</B> an eine mit Schrauben     T'    versehene     Un-          terlagscheibe    2' befestigt.

   Die einzelnen Blöcke 2  sind mittels Schrauben 2" an den Rippen<B>5</B> befestigt,  die     andie    Antriebsscheibe<B>3</B> angeschweisst sind. Die  Achsen der Blöcke 2 berühren die Kreislinie vom  Radius R. Jeweils zwei Blöcke 2 sind mit ihren ela  stischen Wänden gegeneinander gerichtet. In jeden  Raum zwischen zwei einander zugekehrten elasti  schen Blöcken 2 greift eine Rippe<B>6</B> ein, welche mit  der angetriebenen     Kupplungsscheibe    4 fest verbun  den ist. Bei der Übertragung der Drehmomente wer  den die elastischen Blöcke auf Druck beansprucht.  



  Das System<B>A</B> der elastischen Elemente<B>1</B> stellt  die Anfangsstufe der     Kupplungssteiffieit    dar und ist  zur Übertragung von niedrigen. Drehmomenten be  stimmt. Die Beanspruchungsart der elastischen Kör  per<B>1</B> dieses Systems lässt bei der niedrigen     Anfangs-          torsionssteifheit    der Kupplung eine verhältnismässig  grosse Deformation zu     (Linienteil        OA    der Charakte  ristik in der     Fig.   <B>1).</B> Da die auf Schub beanspruchten  Körper<B>1</B> nur einen Teil des     Motor-Drehmomentes     übertragen, kann man sie an einem verhältnismässig  kleinen Radius r unterbringen.

   Durch das System B  der elastischen Elemente 2 wird die zweite und end  gültige Stufe der     Torsionssteifheit    der Kupplung be  stimmt (Linienteil AB der Charakteristik in     Fig.   <B>1).</B>  Das System B der elastischen Elemente tritt in Tätig-         keit,   <B>d.</B> h. in Berührung mit den Rippen<B>6</B> der An  triebsscheibe 4 beim Erreichen des Wertes     aA    der       Kupplungsverdrehung,        bzw.    dem relativen Verdrehen  der     Kupplungsscheiben   <B>3,</B> 4.

   Von diesem Moment an  wird die gesamte Kupplungsbelastung ausser durch  die Glieder<B>1</B> des Systems<B>A</B> noch<B>-</B> und zwar über  wiegend<B>-</B> durch die Glieder 2 des Systems B über  tragen. Mit Rücksicht darauf, dass die elastischen  Elemente des Systems B auf Druck beansprucht wer  den, halten sie eine hohe Belastung aus und somit  werden ihre Abmessungen klein. Dazu trägt auch das  Anbringen der Glieder 2 auf einem grösseren Radius  R der Antriebsscheibe bei.  



  Durch die erfindungsgemässe Anordnung lässt  sich die Fähigkeit der elastischen Kupplung erhöhen  und auch ihre erhöhte Beanspruchung, die bei     Stös-          sen    im Antriebsaggregat entsteht, auffangen. Mit  Rücksicht auf diese Stösse und auf eventuelle  Schwingungserregung der Kupplung beim Anlassen  und Auslauf des Motors, wo die kritischen, unter der  minimalen Drehzahl liegenden Umdrehungen über  schritten werden, werden die Druckelemente vorteil  haft beiderseits der Rippen<B>6</B> untergebracht, so dass  die Kupplung für beide Drehrichtungen geeignet ist.  



  Die beschriebene Anordnung der beiden Systeme  <B><I>A,</I></B><I> B</I> der elastischen Elemente und deren Art der Be  anspruchung bietet weitere Vorteile, dadurch, dass die  Kupplung radial- und biegefest weich ist, wodurch  eine erhebliche     Ungleichachsigkeit    der Antriebs- und  angetriebenen Welle zugelassen ist. Die Kupplung ist  in der Lage, die     Drehmomentschwankungen    von den  kleinsten bis zu den grössten Amplituden zu umfas  sen und dadurch die gefährliche     Torsionsschwingung     des Aggregates im ganzen Drehzahlbereich zu besei  tigen. Diese Eigenschaft macht die Kupplung für die  Anwendung bei den Aggregaten mit weitem Dreh  zahlbereich geeignet, wie dies z.

   B. bei durch     Schwer-          ölmotoren    angetriebenen Schiffsaggregaten, welche  ein stark     ungleichmässiges    Drehmoment aufweisen,  zu sein pflegt.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Elastische Kupplung, bestehend aus zwei mit der treibenden bzw. der getriebenen Welle verbundenen Scheiben, zwischen denen zur Erzielung einer nichtli nearen Charakteristik ein dauernd wirksames erstes System auf Schub beanspruchter elastischer Elemente und ein erst nach bestimmter gegenseitiger Verdre hung der Scheiben wirksames weiteres System auf Druck beanspruchter Elemente angeordnet ist, da durch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente des ersten Systems<B>(A)</B> einzelne schubbeanspruchte, an den beiden Scheiben<B>(3,</B> 4) abnehmbar befestigte Gummikörper<B>(1)</B> sind.

   <B>UNTERANSPRUCH</B> Kupplung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Achsen der elastischen, auf Schub beanspruchten Körper des ersten Systems<B>(A)</B> auf einer Kreislinie vom Halbmesser (r) liegen, der klei ner ist als der Halbmesser (R) der Kreiis-Iinie" welche die Achsen der elastischen, auf Druck beanspruchten Blöcke des Systems (B) berührt.