DE3443485A1

DE3443485A1 - Flexible ganzstahl-kupplung

Info

Publication number: DE3443485A1
Application number: DE19843443485
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing.(grad.) 4426 Vreden Weiss
Original assignee: Atec Weiss GmbH and Co KG
Current assignee: Atec Weiss GmbH and Co KG
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1986-06-05
Also published as: DE3443485C2; EP0184051A1; US4708692A; JPH0674813B2; JPS61192931A; EP0184051B1; BR8505964A; ATE38269T1

Description

PATBNTAN WALTSBÜRO

SCHUMANNSTR. 07 D-4OO0 DÜSSELDORF I Telefon: (0211) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ · DipWng. D. H. WERNER

ATEC-Weiss KG 19. November 1984

Von-Siemens-Str. 1 K/Se. 44 205

4426 Vreden

Flexible Ganzstahl-Kup.pl.ung

Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible Ganzstahl-Wellenkupplung, deren beide jeweils einen Anschlußflansch aufweisende Kupplungshälften über einen Lamellenpaketkranz, der mittels umfangsmäßig verteilt angeordneten Spannbolzen wechselweise an den beiden Anschlußflanschen befestigt ist, drehsteif und axial- nnä winkelbeweglich

miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung der 15

Spannbolzen mit dem jeweiligen Anschlußflansch und dem Lamellenpaket durch deren besondere Sitzgestaltung möglichst spielfrei ist.

Solche Kupplungen werden einzeln oder auch paarweise hintereinander geschaltet zur übertragung von Drehmomenten eingesetzt. Als Einzelkupplung läßt sie einen Winkel und Axialversatz und als Kupplungspaar sogar zusätzlich einen Parallelversatz des Antriebs gegenüber dem Abtrieb zu.
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Damit solche Kupplungen mit hohen Drehzahlen betrieben werden können, sind große Anstrengungen gemacht worden, um ünwuchten schon bei der Montage zu vermeiden. Un-

wuchten werden vor allem durch den Lamellenpaketkranz 30

verursacht. Das gilt nicht nur für einen Lamellenpaket-

*·«^ί · * Ctt t

' kranz, der sich aus einzelnen Lamellenlaschen zusammensetzt/ sondern auch für einen solchen aus Lamellenringen.

Bei einer bekannten Wellenkupplung der eingangs genannten Art sind zylindrische Paßsitze mit möglichst hoher Paßgenauigkeit zwischen dem Spannbolzen und den Bohrungen im Lamellenpaketkranz einerseits und den Bohrungen im Anschlußflansch andererseits vorgesehen. Solche Paßsitze ei fordern sowohl einen hohen Fertigungsaufwand als auch eine sehr sorgfältige und damit auch einen hohen Zeitaufwand erfordernde Montage.

Um diese Nachteile zu vermeiden, bildet bei einer anderen Wellenkupplung der Lamellenkranz zusammen mit einem

'-> damit durch Schraubenbolzen verbundenen Zentrierring ein vormontiertes Paket. Der Zentrierring weist eine fein bearbeitete ümfangsflache auf, die mit einer entsprechend fein bearbeiteten Umfangsfläche an einem Flansch einen zylindrischen Paßsitz bildet. Diese vor-

montierte Einheit ist mittels Spannbolzen gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Führungsbüchsen wechselweise an den beiden Flanschen befestigt. Zwar wird bei dieser Wellenkupplung der Lamellenkranz durch den Zentrierring zentriert gehalten, doch sind keine

Maßnahmen getroffen, um das fertigungsbedingte Spiel zwischen Spannbolzen und dem Lamellenpaketkranz zu kompensieren. Bei stoßartiger Belastung kann es zu einer Versetzung der Spannbolzen wegen des Spiels

kommen, was eine neue Unwucht zur Folge hat. 30

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Einsatz von sowohl aus Laschen als auch aus Ringlamellen bestehenden Lamellenpaketkränzen ermöglicht, die eine Vormontage des Lamellenpaketkranzes nicht

erforderlich macht und die schließlich eine absolut spielfreie Befestigung der Lamellenpaketkränze an den Anschlußflanschen gewährleistet.

·* Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der eingangs genannten Wellenkupplung dadurch gelöst, daß auf jedem Spannbolzen zumindest im Bereich des Lamellenpaketkranzes eine Spannbüchse sitzt, und daß diese Sitze als Spannkonen ausgebildet sind, die beim IQ Spannen der Spannbolzen eine radiale Vorspannung zwischen dem Spannbolzen und dem Lamellenpaketkranz erzeugen.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird auf ver-"15 hältnismäßig einfache Art und Weise ein absolut spielfreier Sitz erzielt, ohne daß es notwendig ist, hochpräzise gearbeitete und damit in der Herstellung teure Sitzflächen herzustellen. Diese Wellenkupplung kann deshalb auch Stoßbelastungen verkraften, ohne daß dadurch neue ünwuchten entstehen. Die gesamte Kupplung kann an Ort und Stelle montiert werden, eine Vormontage mit zusätzlichen Zentrierringen und hochpräzise gearbeiteten zylindrischen Sitzen erübrigt sich ebenfalls. 25

Die Herstellung eines spielfreien Sitzes zwischen dem Spannbolzen und dem jeweiligen Anschlußflansch ist weniger kritisch als die Herstellung des Sitzes im Bereich des Lamellenpaketes. Gleichwohl ist es auch an dieser Stelle von Vorteil, wenn der Sitz zwischen dem Spannbolzen und dem jeweiligen Anschlußflansch gegebenenfalls zusammen mit einer Spannbüchse als Spannkonus ausgebildet ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sollten die

konischen Sitze im Bereich des Lamellenpaketes zwischen der Spannbüchse und dem Spannbolzen vorgesehen sein, weil sich an dieser Stelle die konischen Sitze leichter herstellen lassen als zwischen der Spannbüchse und den Bohrungen des Lamellenpaketes. In entsprechender Weise sind die konischen Sitze im Bereich des jeweiligen Anschlußflansches zwischen der Spannbüchse und den Spannbolzen vorgesehen. Es ist aber auch möglich, an dieser Stelle die konischen Sitze zwischen der

•0 Spannbüchse und den Bohrungen des Anschlußflansches vorzusehen.

Zur Erleichterung der Montage aber auch der Demontage sollten die konischen Sitze im Bereich des Lamellen-•5 paketes und der Anschlußflansche einen unterhalb der Selbsthemmung liegenden Neigungswinkel haben. Vorzugsweise sollten sie an beiden Sitzen denselben Neigungswinkel haben.

Sofern sowohl im Bereich des Lamellenpaketes als auch im Bereich des jeweiligen Anschlußflansches eine Spannbüchse vorgesehen ist, können diese beiden Spannbüchsen zu einer durchgehenden Spannbüchse vereinigt sein. Die auf den Lamellenkranz ausgeübte

2$ Zentrierwirkung kann weiter dadurch verbessert werden, daß die Lochkreise der Anschlußflansche etwas größer als die zugehörigen Lochkreise des Lamellenpaketkranzes sind. Auf diese Art und Weise wird auch in ümfangsrichtung der Lamellen eine Vorspannung erzeugt. Besonders bei Lamellenlaschen werden dadurch Längenunterschiede ausgeglichen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, die verschiedene Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert.

' Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 zwei gleiche, hintereinander geschaltete und Hohlwellen miteinander verbindende Wellenkupplungen im Axialschnitt,

Fig. 2 zwei gleiche, hintereinander geschaltete und zwei Hohlwellen miteinander verbindende Wellenkupplungen im Axialschnitt

'° in einer zu Fig. 1 abgewandelten Aus

führung ,

Fig. 3 die Verbindungsstelle eines Lamellenpaketkranzes an einem Anschlußflansch im Axial-'5 schnitt in einer ersten Ausführung,

Fig. 4 den Gegenstand gemäß Fig. 3 in einer zweiten Ausführung,

Fig. 5 den Gegenstand gemäß Fig. 3 in einer

dritten Ausführung,

Fig. 6 den Gegenstand gemäß Fig. 3 in einer

vierten Ausführung und
25

Fig. 7 den Gegenstand gemäß Fig. 3 in einer fünften Ausführung.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Hohlwellen 1,2 über zwei gleichartige Kupplungen 3, 4, die miteinander über eine Hülse 5 verbunden sind, miteinander gekuppelt. Da die beiden Kupplungen 3, 4 den gleichen Aufbau haben, wird im folgenden nur die Kupplung 3 in ihren

Einzelheiten beschrieben.
35

An der Hohlwelle 1 ist ein Anschlußflansch 6 mittels Schraubenbolzen 7 befestigt. Zur Zentrierung des Anschlußflansches 6 auf der Hohlwelle 1 ist ein konischer Paßsitz 8 vorgesehen. Dem Anschlußflansch liegt ein Anschlußflansch 9 der Verbindungshülse gegenüber. Zwischen den beiden Anschlußflanschen 6, 9 ist ein Lamellenpaketkranz 10 angeordnet, der sich aus einzelnen Laschenpaketen zusammensetzt. Der mit Abstand zwischen den Flanschen 6, 9 angeordnete Lamellenpaketkranz 10 ist mittels Schraubenbolzen 11 wechselweise an dem einen und anderen Flansch 6, 9 angeschlossen. Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, ist bei Befestigung des Lamellenkranzes 10 mittels des Schraubenbolzens 11 an dem Anschlußflansch 9 der Flansch 6 an der gegenüberliegenden Stelle mit Spiel gegenüber der Bolzenmutter 12 ausgebildet.

Damit bei einem Bruch der Kupplung 3 die Hülse 5 nicht führungslos im Bereich der Kupplung 3 wird, weist die Hülse 5 einen Ansatz 13 auf, der bis in den Bereich des Anschlußflansches 6 ragt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 nur dadurch, daß an der Welle 21 der zugehörige Anschlußflansch 26 nicht angeschraubt ist, sondern angeformt ist, dafür aber der der Hülse 25 zugehörige Anschlußflansch 29 angeschraubt ist.

Gemäß Fig. 3 ist der Schaft 14 des Spannbolzens konisch ausgebildet. Die Innenbohrung einer auf dem Schaft 14 sitzenden Spannhülse 15 ist entsprechend konisch ausgebildet. Die Spannhülse weist auf der der Bolzenmutter 12 zugewandten Seite einen als Distanzelement für den Lamellen-

paketkranz 10 dienenden Kragen 16 auf. Auf der gegenüberliegenden Seite des Lamellenpaketkranzes 10 zwischen diesem und dem benachbarten Anschlußflansch sitzt auf der Spannhülse 15 ein Distanzring 17. Die Spannhülse 15 ragt durch den Lamellenpaketkranz bis in die Bohrung des Anschlußflansches 6. Die Spannhülse 15 ist außen zylindrisch. Zylindrisch sind auch die Bohrungen 18, 19 im Anschlußflansch und im Lamellenpaketkranz 10.

Beim Spannen der Spannbolzen wird die Spannhülse radial aufgeweitet. Eventuelle Toleranzen zwischen der Spannhülse 15 und den Bohrungen 18, 19 des Anschlußflansches 6 und des Lamellenpaketkranzes ^ werden ausgeglichen und sogar eine Vorspannung erzeugt. Stoßbelastungen, übertragen von Drehmomenten können deshalb nicht länger eine Versetzung der einzelnen Teile und damit eine neue Unwucht der

We1lenkupplung bewirken.
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Die Ausführung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der der Fig. 3 nur dadurch, daß die Spannhülse nicht bis in den Bereich des Anschlußflansches 6 hineinragt. Bei dieser Ausführung ist die Bohrung im Anschlußflansch 6 selbst konisch ausgebildet.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 3 lediglich darin, daß der Distanzring 37 als Kragen einstückig mit der Spannbüchse 39 verbunden ist und das andere Distanzelement 36 nicht als angeformter Kragen ausgebildet ist, sondern als selbständige Distanzscheibe 36.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6, daß im Bereich

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* * 4ift« i;

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• der Spannbüchse 35 dem der Fig. 4 entspricht, ist im Bereich des Anschlußflansches 6 eine separate Spannbüchse 31 vorgesehen, die innen zylindrisch und außen konisch ist, so daß sie als Spannkonus

·* mit der entsprechend konisch gestalteten Bohrung im Anschlußflansch 9 zusammenwirkt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 entspricht bezüglich des Anschlusses des Lamellenkranzes 10

'^ an den Anschlußflansch dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3. Die benachbarten Anschlußflansche 46, 49 tragen jedoch koaxiale, einander überlappende hülsenförmige Ansätze 41, 42, zwischen denen nach Art von Kolbenringen wirkende Dichtungen 43 eingesetzt sind. Durch diese Maßnahme soll verhindert werden, daß aus dem Raum zwischen den Flanschen Luft nach außen entweicht, was mit störenden Geräuschen verbunden ist. Zusätzlich ist eine weitere Dichtung 44 zwischen der Schraubverbindung und der entsprechenden mit Spiel gestalteten Bohrung 45 im Anschlußflansch 39 vorgesehen. Auf diese Art und Weise wird das gesamte Lamellenpaket praktisch nach außen abgeschottet und Luftwirbelverluste vermieden.

Leerseite -

Claims

PATBNTANWALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4OOO DÜSSELDORF 1 Telefon: (0211) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d PATENTANWÄLTE: DipHng. W. COHAUSZ · Dipl-lng. R KNAUF · Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ ■ Dipl.-lng. D. H. WERNER ' Patentansprüche

1. Flexible Ganzstahl-Wellenkupplung, deren beide jeweils einen Anschlußflansch aufweisende Kupplungshälften über einen Lamellennaketkranz, der mittels umfangsmäßig verteilt angeordneten Spannbolzen wechselweise an den beiden Anschlußflanschen befestigt ist, drehsteif und axial- und winkelbe-

IQ weglich miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung der Spannbolzen mit dem Anschlußflansch und dem Lamellenpaketkranz durch die Sitzgestaltung möglichst spielfrei ist, dadurc. h gekennzeichnet, daß auf jedem Spannbolzen (11) im Bereich des Lamellenpaketkranzes (10) eine Spannbüchse (15, 35, 39) sitzt, und daß diese Sitze als Spannkonen ausgebildet sind, die beim Spannen der Spannbolzen (11) eine radiale Vorspannung zwischen

2Q dem Spannbolzen (11) und dem Lamellenpaketkranz (107 erzeugen.

2. Ganzstahl-Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz zwischen dem Spannbolzen (11) und dem jeweiligen Anschlußflansch (6,9, 26, 29) gegebenenfalls zusammen mit einer Spannbüchse (15, 31, 39, 46, 49) als Spannkonen ausgebildet sind.

3. Ganzstahl-Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2,

ρ * ν m m ft

dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Sitze im Bereich des Lamellenpaketes (10) zwischen der Spannbüchse (15, 35, 39) und dem Spannbolzen (11) vorgesehen sind.

4. Ganzstahl-Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurchgek.ennzeich.net , daß die konischen Sitze im Bereich des jeweiligen Anschlußflansches (6, 9, 3S, 39) zwischen äer Spannbüchse (15, 35, 39) und dem Spannbolzen ' (11) vorgesehen sind.

5. Ganzstahl-Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Sitze im Bereich des Lamellenpaketes (10) und der Anschlußflansche (6, 9,26,29,46,49) einen unterhalb der Selbsthemmung liegenden Neigungswinkel haben.

6. Ganzstahl-Wellenkupplungunach einem :der An-. ~ sprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Sitze im Bereich des Lamellenpaketes (10) und der Anschlußflansche (6, 9,26,29,46,49) denselben Neigungswinkel haben.

7. Ganzstahl-Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß für die konischen Sitze im Bereich des Lamellenpaketes (10) und der Anschlußflansche (6, 9, 26, 29, 46,·49) jeweils eine durchgehende Spannbüchse (15, 39) vorgesehen ist.

9 Λ 0 ft Φ 80 C C- *

'

8. Ganzstahl-Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Sitze im Bereich der Anschlußflansche (6 in Fig. 4) zwischen dem Anschlußflansch (6) und den Spannbolzen (11) vorgesehen sind.

9. Ganzstahl-Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochkreise der Anschlußflansche (6, 9, 26, 29, 46, 49) etwas größer als die zugehörigen

Lochkreise des Lamellenpaketkranzes (10) sind. 15