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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elastische Kupplung
zur Übertragung
eines Drehmomentes von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle,
wobei die Übertragung
von Lärm und/oder
von Vibrationen durch oder über
ein Antriebsglied und ein Antriebsglied abgeschwächt wird.
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Elastische
Kupplungen werden dort benutzt, wo wahrscheinlich eine Fehlausrichtung
zwischen koaxial ausgerichteten Gliedern einer Leistungsübertragung
zustandekommen kann, beispielsweise zwischen dem Triebwerk und einer
Schiffsschraube. Eine bekannte elastische Kupplung besteht aus einem
Antriebsglied und einem Abtriebsglied mit ineinandergreifenden Mitteln
in Form von interdigitalen radialen Schaufeln, die in Umfangsrichtung
im Abstand zueinander angeordnet sind und an denen elastische Lastübertragungselemente
befestigt und zwischen entsprechende Schaufeln gefügt sind.
Die elastischen Lastübertragungselemente,
die im typischen Fall aus Kissen bestehen, die aus einer Anzahl
von Schichten aus elastischem, deformierbarem Material bestehen,
zwischen denen starre Abstandshalterplatten angeordnet sind, übertragen
das Drehmoment von den Schaufeln des Antriebsgliedes auf das Abtriebsglied.
Die Kissen, die elastisch deformierbar sind, minimieren alle Geräusche und/oder
Vibrationen, die durch die Kupplung oder über diese übertragen werden können. Diese
bekannte Kupplungsanordnung hat sich als wirksam erwiesen, jedoch
hat man gewisse Beschränkungen
erkannt.
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Im
Falle von Schiffsschraubenantrieben ist oft die Leistung, die für eine Rückwärtsdrehung
erforderlich ist, kleiner als die Leistung, die für die Drehung
bei Vorwärtsfahrt
erforderlich ist. Bei derartigen Anwendungen wäre eine elastische Kupplung,
die für eine
gleiche Leistungsübertragung
in beiden Drehrichtungen ausgelegt ist, überdimensioniert für den Fall,
dass die Kupplung bei Rückwärtsfahrt im
Gegensinn gedreht wird, und dies würde zu einer Kupplung führen, die
schwerer ist als sie sein müsste.
Um dieses Problem zu lösen,
sind Kupplungen auf asymmetrischer Basis vorgeschlagen worden, d.
h. die Kupplung hat unterschiedliche Eigenschaften je nach der Drehrichtung.
Bei einer bekannten Anordnung ist beispielsweise eine größere Zahl
von Kissen zum Betrieb in der Hauptrichtung (Vorwärtsrichtung)
und eine geringere Zahl für
die Rückwärtsrichtung
vorgesehen. Um zu gewährleisten,
dass die Kupplung so klein als möglich
ist, werden die resultierenden Spalte zwischen den interdigitalen
Schaufeln, wo die Kissen entfernt wurden, dadurch vermindert, dass
der Umfangsabstand der Schaufeln geändert ist.
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Bei
einer asymmetrischen Kupplungsanordnung hängt die Art und Weise, wie
die Kissen an den Schaufeln befestigt sind, von der Drehrichtung
ab. Es sind beispielsweise verschiedene Techniken bekannt, z. B.
eine Verklebung oder eine Anordnung der Kissen und Abstandshalterplatten
in geschlitzten Öffnungen
an den Schaufeln. Im typischen Fall sind die Schlitze schwalbenschwanzförmig und
die Gruppen von Kissen gleiten auf den Schaufeln in ihre Stellung. Die
Schwalbenschwanz-Verbindungsanordnung ist kostspielig und zeitaufwändig in
der spanabhebenden Bearbeitung auf enge Toleranzen und erfordert eine
beträchtliche
Handarbeit, um einen ordnungsgemäßen Sitz
zu erzeugen. Es wurde erkannt, dass ein wesentlicher Nachteil dieser
Anordnung darin besteht, dass unterschiedliche Schaufeln am Antriebsglied
und am Abtriebsglied nötig
und diese ganz besonders kostspielig in der Herstellung sind. Um
die Gleichförmigkeit
der Kompressionsbelastung über die
Kissenoberfläche
zu verbessern, sind die Kissen keilförmig gestaltet (in Radialrichtung
verjüngt),
wobei der Keilwinkel zwischen 8° und
11° beträgt und die
größte Dicke
am Umfang und die geringste Dicke nach der Drehachse hin besteht.
Eine derartige Anordnung gewährleistet,
dass die Kraft pro Einheitsdicke der Kissen über die Kissenoberfläche im Wesentlichen
konstant ist. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht jedoch darin,
dass dann, wenn eine neue Kupplung erforderlich ist, die ein verschieden
hohes Drehmoment übertragen
kann, eine neue Gruppe von Kissen entworfen werden muss. Insbesondere
wird der Keilwinkel der Kissen in Abhängigkeit vom Durchmesser des
Antriebsgliedes oder des Abtriebsgliedes geändert, um eine konstante Umfangsteilung
zu erhalten, die einen konstanten Kissendruck ermöglicht. Da
die Kissen einer rigorosen Prüfung
unterworfen werden müssen,
die mehrere Wochen dauern kann (im typischen Fall werden die Kissen über 10 Millionen
Zyklen bei einer Drehzahl von wenigen 100 Umdrehungen pro Minute
geprüft),
erhöht
dies beträchtlich
die Kosten der Auslegung neuer Kupplungen.
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Die
US-A-4664037 beschreibt Kupplungen für ein Schienenfahrzeug, bei
denen zwei Gruppen von im Abstand zueinander angeordneten Schaufeln über eine
Zwischenwelle gekoppelt sind, die mit vorgespannten Gummikissen
gekoppelt ist, welche zwischen den Schaufeln jeder Schaufelgruppe
liegen.
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Die
US-A-4743218 beschreibt eine elastische Kupplung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, bei welchem interdigitale Schaufeln vorgesehen
sind, bei denen Kissen zwischen den Schaufeln vorgesehen sind, die
jeweils mit einer Schaufel verbunden sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Kupplung zu
schaffen, die wenigstens teilweise die Beschränkungen und Nachteile bekannter
Anordnungen überwindet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung betrifft diese eine elastische Kupplung zur Übertragung
eines Drehmomentes von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle,
wobei die Kupplung folgende Teile umfasst: ein drehbares Antriebsglied,
das an der Antriebswelle festgelegt ist; ein drehbares Abtriebsglied,
das an der Abtriebswelle festgelegt ist; mehrere radiale Schaufeln
auf dem Antriebsglied, die interdigital mit mehreren radialen Schaufeln
auf dem Abtriebsglied angeordnet sind, wobei elastisch deformierbare
Elemente zwischen den interdigitalen Schaufeln eingefügt sind,
um das Drehmoment dazwischen zu übertragen,
und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch
deformierbaren Elemente lösbar
nur an den Schaufeln des Antriebsgliedes oder den Schaufeln des
Abtriebsgliedes befestigt und in Radialrichtung abnehmbar sind, ohne
dass die Antriebsschaufeln oder die Abtriebsschaufeln von der Kupplung
entfernt werden müssten,
und wobei im Ruhezustand keines der elastisch deformierbaren Elemente
in einem Kompressionszustand befindlich ist, wodurch individuelle
Elemente leicht ausgetauscht werden können, während die Kupplung an Ort und
Stelle verbleiben kann.
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Im
Gegensatz dazu sind bei den bekannten Kupplungen die elastisch deformierbaren
Elemente sowohl an der Antriebsschaufel als auch an der Abtriebsschaufel
festgelegt, und sie befinden sich in einem Zustand einer Vorkompression,
damit die Elemente sich nicht in einem Spannungszustand befinden
müssen,
wenn die Kupplung in einer umgekehrten Drehrichtung arbeitet. Da
die Elemente vorkomprimiert sind, wird es schwierig, wenn nicht
unmöglich,
Elemente zu ersetzen oder zu warten, ohne eine oder mehrere Schaufeln
auszubauen, und in vielen Fällen
muss die gesamte Kupplung auseinandergebaut werden, was eine Neuinstallation
der Kupplung erfordert.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die elastisch deformierbaren Elemente für eine Drehrichtung und zweckmäßigerweise
die Elemente für
die Hauptdrehrichtung der Kupplung an einer Bewegung in Radialrichtung
und in Axialrichtung gehindert, aber sie können sich frei in Umfangsrichtung
relativ zu der entsprechenden Schaufel bewegen, an der sie nicht
befestigt sind.
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Gemäß einem
weiteren zweckmäßigen Ausführungsbeispiel
der Erfindung hat jede Schaufel eine im Wesentlichen flache Oberfläche und
eine gegenüberliegende
Oberfläche
mit einem darin ausgebildeten Kanal, wobei die Schaufeln so auf
dem Antriebsglied und dem Abtriebsglied angeordnet sind, dass der
Kanal in einer Schaufel am Antriebsglied benutzt wird, um eine Fläche des
elastisch deformierbaren Elementes lösbar zu sichern und die gegenüberliegende
Seite des elastisch deformierbaren Elementes in den Kanal der benachbarten
Schaufel des Abtriebsgliedes eingreift, um seine Bewegung in Axialrichtung
und in Radialrichtung zu verhindern.
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Zweckmäßigerweise
sind die radialen Schaufeln lösbar
an dem Antriebsglied und dem Abtriebsglied befestigt, und sie sind
in Radialrichtung entnehmbar, ohne dass die Kupplung auseinandergebaut
werden müsste,
wodurch eine Reparatur und Wartung der Kupplung erleichtert wird.
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Vorzugsweise
sind die Schaufeln von Antriebsglied und Abtriebsglied auswechselbar,
und daher kann die gleiche Schaufel an beiden Gliedern der Kupplung
benutzt werden, wodurch beträchtlich
die Kosten der Kupplung vermindert werden.
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Am
zweckmäßigsten
ist es, wenn die Schaufeln radial verjüngt ausgebildet sind und die
elastisch deformierbaren Elemente im Wesentlichen parallele Flächen besitzen.
Ein besonderer Vorteil der Benutzung von Elementen mit im Wesentlichen
parallelen Flächen
besteht darin, dass neue Kupplungen auf einfache Weise so ausgebildet
werden können,
dass sie gleiche Elemente besitzen und dadurch die Notwendigkeit
kostspieliger Prüfungen
vermieden wird. Außerdem
ermöglichen
es die parallelen Flächen, die
Elemente einfach zu entfernen und auszutauschen.
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Vorteilhafterweise
hat die Oberfläche
der elastisch deformierbaren Elemente in einer Umfangsebene des
jeweiligen drehbaren Organs einen abgerundeten Umfang. Infolge der
abgerundeten Gestalt der elastisch deformierbaren Elemente sind sie
besser in der Lage, gleichförmig
jeder Scherbeanspruchung einer Kraft in der Ebene der Elemente infolge
einer koaxialen Fehlausrichtung von Antriebsorgan und Abtriebsorgan
zu widerstehen. Im Gegensatz dazu benutzen bekannte Kupplungen quadratische
oder rechteckige deformierbare Elemente, und sie sind infolgedessen
besser geeignet, Scherbeanspruchungen zu widerstehen, die in einer
Richtung zwischen den Ecken der Elemente wirken, als jene, die zwischen
den Rändern
wirken.
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Vorzugsweise
hat die Gestalt der elastisch deformierbaren Elemente eine kontinuierlich
gekrümmte
Form und ist vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmig oder im Wesentlichen elliptisch
in der Form. Es ist klar, dass Elemente, die im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet
sind, gleiche Charakteristiken für
alle Scherrichtungen aufweisen.
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Stattdessen
ist die Form der elastisch deformierbaren Elemente polygonal, und
die Verbindung zwischen benachbarten Seiten ist gekrümmt, beispielsweise
als Quadrat mit abgerundeten Ecken.
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Vorzugsweise
sind die elastisch deformierbaren Elemente zylindrisch. Obgleich
es eine geringe Überlastung
der Elemente am äußersten
Rand gibt, ermöglicht
eine solche Anordnung, dass die Elemente selbst dann benutzt werden
können,
wenn die Größe der Kupplungen sich ändert, wodurch die Notwendigkeit
teurer Prüfvorgänge der
Elemente vermieden wird.
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Die
elastisch deformierbaren Elemente bestehen zweckmäßigerweise
aus einer ersten Gruppe von Elementen, die in einer ersten Drehrichtung
komprimiert werden und aus einer zweiten Gruppe von Elementen, die
in einer zweiten Drehrichtung komprimiert werden, wobei die Schaufeln
in Umfangsrichtung von Antriebsglied und Abtriebsglied im gleichen Umfangsabstand
angeordnet sind, und es gibt eine ungleiche Zahl von ersten und
zweiten elastisch deformierbaren Elementen. Dies ist besonders vorteilhaft,
da eine Ersatzgruppe von Elementen eingepasst werden kann, bevor
die abgenutzten entfernt werden. Weiter kann die Kupplung leicht
adaptiert werden, indem Elemente hinzugefügt oder entfernt werden.
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Die
elastisch deformierbaren Elemente bestehen vorzugsweise aus mehreren
elastisch deformierbaren Kissen mit starren Abstandsplatten, die dazwischen
angeordnet sind.
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Gemäß einem
zweiten Merkmal der Erfindung umfasst eine elastische Kupplung zur Übertragung
eines Drehmomentes von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle
die folgenden Teile: ein drehbares Antriebsglied, das an der Antriebswelle
festlegbar ist; ein drehbares Abtriebsglied, das an der Abtriebswelle
festlegbar ist; mehrere Radialschaufeln auf dem Antriebsglied, die
mit mehreren Radialschaufeln auf dem Abtriebsglied interdigital
angeordnet sind und erste und zweite elastisch deformierbare Elemente,
die zwischen den interdigitalen Schaufeln befindlich sind, um das
Drehmoment dazwischen zu übertragen,
wobei die ersten deformierbaren Elemente in einer ersten Drehrichtung
zusammengepresst werden und die zweiten deformierbaren Elemente
in einer zweiten Drehrichtung zusammengepresst werden, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln im gleichen Umfangsabstand auf dem Antriebsglied
und dem Abtriebsglied angeordnet sind und dass eine ungleiche Zahl
von ersten und zweiten elastisch deformierbaren Elementen vorgesehen
ist.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel
einer elastisch gemäß der Erfindung
ausgebildeten Kupplung im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
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1 ist ein Teil einer Antriebsverbindung mit
zwei gemäß der Erfindung
ausgebildeten elastischen Kupplungen;
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2 ist eine perspektivische
Darstellung einer elastischen Kupplung gemäß der Erfindung, wobei die
Antriebsglieder und die rückwärtigen Kissen der Übersichtlichkeit
wegen weggelassen sind;
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3 ist eine Teilansicht der
elastischen Kupplung gemäß 2 in Radialrichtung betrachtet, wobei
Antriebs- und Abtriebsglied mit den ineinandergreifenden Schaufeln
mit Gruppen von dazwischen befindlichen Vorwärts- und Rückwärtskissen dargestellt sind;
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4 ist ein Teilschnitt gemäß der Linie
3-3 nach 3;
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5 ist eine auseinandergezogene
perspektivische Darstellung der Antriebsglieder, woraus sich das
Verfahren der Befestigung der Vorwärtskissen ergibt;
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6 ist eine perspektivische
Darstellung der Schaufel gemäß 5 mit einem daran befestigten
Rückwärtskissen;
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7 ist eine Draufsicht der
Schaufel gemäß 6 in Richtung des Pfeiles
B nach 6 betrachtet;
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8 ist eine auseinandergezogene
perspektivische Darstellung der Schaufeln des Antriebsgliedes, woraus
das Verfahren der Festlegung der Rückwärtskissen ersichtlich ist;
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9 ist eine perspektivische
Darstellung der Schaufel gemäß 8 mit einem daran befestigten
Rückwärtskissen;
und
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10 ist eine Ansicht der
Schaufel in Richtung des Pfeiles C nach 9 betrachtet.
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1 zeigt einen Teil einer
Leistungsübertragungskette
mit einer Antriebswelle 10, die über eine erste elastische Kupplung 12 mit
einer Zwischenwelle 14 verbunden ist (die oft als Kardanwelle bezeichnet
wird), die ihrerseits mit einer zweiten elastischen Kupplung 16 verbunden
ist, die eine Abtriebswelle 18 antreibt, die beispielsweise
eine Schiffsschraubenwelle sein kann. Die vorliegende Erfindung betrifft
die Konstruktion der elastischen Kupplungen 12 und 16,
die identisch ausgebildet sind. Demgemäß wird nur die Konstruktion
der ersten Kupplung 12 beschrieben, und es ist klar, dass
diese Beschreibung auch die zweite Kupplung betrifft.
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Die
elastische Kupplung umfasst ein drehbares Antriebsglied 20 in
Form einer Kreisplatte, die mit der Antriebswelle 10 verbunden
ist und ein drehbares Abtriebsglied 22, ebenfalls in Form
einer Kreisplatte, die mit der Abtriebswelle 18 verbunden
ist. Das Antriebsglied 20 und das Abtriebsglied 22 sind
koaxial in herkömmlicher
Weise ausgerichtet, und jedes Glied weist zehn geschmiedete Stahlschaufeln 24, 26 auf, die
interdigital ineinandergreifen, wie dies am besten aus 2 ersichtlich ist. Der Übersichtlichkeit
wegen sind Antriebsglied 20 und Abtriebswelle 18 in
dieser Figur weggelassen. Jede der Schaufeln 24 und 26 ist identisch
mit einem T-Querschnitt und seitlichen Flanschen 24a, 24b, 26a, 26b ausgestattet,
um die Befestigung am Antriebsglied 20 und am Abtriebsglied 22 zu
ermöglichen.
Jede Schaufel 24 ist am Antriebsglied 20 unter
Benutzung von zwei Passstiften und sechs Bolzen 28 festgelegt,
wie dies aus den 5 und 8 ersichtlich ist. Jede der
Schaufeln 26 ist in gleicher Weise an dem Antriebsglied 22 festgelegt. Die
Befestigung der Schaufeln auf diese Weise ist zu bevorzugen; es
ist jedoch klar, dass die Schaufeln auch durch andere Verfahren,
beispielsweise durch Verschweißen
oder Hartverlötung,
festgelegt sein können
oder integral als Teil des Antriebsgliedes 20 oder des
Abtriebsgliedes 22 ausgebildet sein können.
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Aus 4 ist ersichtlich, dass
jede der Schaufeln 24 und 26 radial verjüngt derart
ausgebildet ist, dass benachbarte Flächen der miteinander in Eingriff
stehenden Schaufeln ein Volumen definieren, das parallele Flächen aufweist.
An einer ersten Seite der Schaufeln 24 sind elastisch deformierbare
Lastübertragungselemente 30 für einen
Vorwärtsantrieb festgelegt.
An der gegenüberliegenden
Seite der Schaufel 24 sind elastisch deformierbare Lastübertragungselemente 32 für den Rückwärtsantrieb
festgelegt. Jedes der Lastübertragungselemente 30, 32 besteht
aus geformtem Gummi mit einer Anzahl von integralen starren Stahlverschachtelungen.
Die Elemente 30 für
den Vorwärtsantrieb
(diese werden als "Vorwärtskissen" bezeichnet, da sie
unter einer Kompressivbelastung in einer Vorwärtsdrehrichtung wirksam sind)
besitzen zehn Gummilagen und neun Stahlzwischenlagen. Die Rückantriebs-Lastübertragungselemente 32 (die
hier als "Rückwärtskissen" bezeichnet werden,
da sie unter Kompressivbelastung stehen, wenn eine Drehung bei Rückwärtsfahrt erfolgt),
besitzen zwei Gummischichten und eine dazwischen geschachtelte Stahllage.
Die gekrümmte Gummioberfläche der
Kissen 30, 32 ist mit Neopren überzogen, um den Gummi im Betrieb
der Kupplung gegen Sprühöl zu schützen.
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Im
Betrieb ruhen die Vorwärtskissen 30 auf einer
ersten Seite einer entsprechenden Schaufel 26 des Abtriebsgliedes
derart, dass das Drehmoment zwischen dem Antriebsglied 20 und
dem Abtriebsglied 22 bei einer Vorwärtsdrehung übertragen wird. Stattdessen
wird das Drehmoment zwischen dem Antriebsglied 20 und dem
Abtriebsglied 22 bei Rückdrehung
durch die Rückwärtskissen 32 übertragen, die
auf der gegenüberliegenden
Seite der Schaufel 26 am Abtriebsglied 22 aufliegen.
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Sowohl
die Vorwärtskissen 30 als
auch die Rückwärtskissen 32 sind
im Wesentlichen rechteckige Zylinder, die so orientiert sind, dass
Torsionsbelastungen zu einer elastomeren Kompression des Kissens
führen.
Jede Fehlausrichtung zwischen Antriebsglied 20 und Abtriebsglied 22 sowohl
in axialer als auch in radialer Richtung bewirken eine elastomere
Scherbeanspruchung des Kissens. Da die Kissen kreisförmige Flächen in
Axialebene betrachtet haben, können
die Kissen gleichförmig
mit elastomeren Kissen-Scherbeanspruchungen zurechtkommen. Im Gegensatz
dazu sind bekannte Kupplungsanordnungen, die quadratische oder rechteckige
Kissen benutzen, besser geeignet, einer Scherbeanspruchung zu widerstehen,
die in Richtung zwischen den Ecken anstelle zwischen den Seiten
verläuft.
Für den
Fachmann ist es klar, dass andere Formen des Kissens benutzt werden
können,
beispielsweise elliptische Kissen oder in sonstiger Weise abgerundete
Formen.
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In
den 5, 6 und 7 ist
ein Verfahren gezeigt, durch das Vorwärtskissen 30 an den
Schaufeln 24 festgelegt werden. Jede Schaufel besitzt eine
erste Fläche 34,
die im Wesentlichen eben ist (vergleiche 8) und eine gegenüberliegende Fläche 36, die
einen radial verlaufenden darin ausgebildeten Kanal aufweist (vergleiche 5). Wie oben beschrieben,
sind die Schaufeln 24 und 26 identisch ausgebildet.
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Gemäß 5 besitzt jedes Vorwärtskissen 30 kreisförmige Metallendplatten 38, 40,
die an den äußeren Oberflächen angeformt
werden, wenn das Kissen hergestellt wird. In die äußere Oberfläche der Endplatte 38 ist
ein T-förmiger
Schlitz 42 ausgearbeitet, wie dies aus der Ansicht A gemäß 5 erkennbar ist. Um das
Verständnis
der Schlitzplatte 42 zu erleichtern, ist die Schlitzplatte 42 als
Bauteil veranschauchlicht, der getrennt von der Endplatte 38 in
der auseinandergezogenen Darstellung gemäß 5 ist. In der Praxis jedoch ist der T-förmige Teil
spanabhebend aus der Endplatte 38 ausgearbeitet. Die T-förmig geschlitzte
Platte 42 ist so ausgebildet, dass sie satt anliegend in
den Kanal 36 einpasst. Um das Vorwärtskissen an der Schaufel 24 festzulegen,
wird zunächst
ein Halteblock 44 in den Kanal 36 eingelegt und
durch drei Bolzen 46 gesichert. Der Halteblock 44 weist
einen gefalzten Rand auf, der der T-förmigen Endplatte 42 entspricht
und hiermit zusammenwirkt. Die T-förmig geschlitzte Platte 42 mit
dem daran befestigten Kissen wird in den Kanal 36 so eingeschoben,
dass sie von dem Halteblock 44 erfasst wird. Eine Halteplatte 48 wird
dann am Ende der Schaufel 40 festgelegt, die eine radial
verlaufende Schulter besitzt, die mit dem gegenüberliegenden Schlitz der T-förmig geschlitzten
Platte 42 zusammenwirkt und darin eingreift, um die Platte 42 mit
engem Sitz in dem Kanal 36 zu halten. Die Halteplatte 48 wird
dann an der Schaufel über
drei Bolzen 50 gesichert. Das Vorwärtskissen 30 ist auf
diese Weise starr und lösbar
an der Stirnfläche 34 der
Schaufel 24 festgelegt.
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Die
Endplatte 40 auf der gegenüberliegenden Seite des Kissens 30 besitzt
einen quadratischen Zapfen 52, der von seiner Oberfläche vorsteht.
Wie die T-förmig
geschlitzte Platte 42, so wird auch der Zapfen 52 spanabhebend
als integraler Teil der Endplatte 40 bearbeitet. Der Zapfen 52 ist
so dimensioniert, dass er leicht in den Kanal 36 einer
benachbarten Schaufel eingreifen kann, wie dies am besten aus 3 ersichtlich ist. Wenn
die Kupplung in Vorwärtsdrehrichtung
läuft,
greift der Zapfen 52 in dem Kanal 36 der benachbarten
Schaufel 26 ein. Um zu verhindern, dass sich der Zapfen
in Radialrichtung bewegt, sind ein Halteblock und eine Halteplatte ähnlich der oben
beschriebenen an der Schaufel 26 verschraubt. Es ist klar,
dass der Zapfen 52 nicht an der Schaufel 26 befestigt
ist und frei in dem Schlitz 36 in Umfangsrichtung gleiten
kann. Er ist jedoch an einer Bewegung in Radialrichtung und in Axialrichtung
gehindert, so dass nur Kompressivbelastungen über die Vorwärtskissen 30 übertragen
werden können.
Auf diese Weise werden Zugbelastungen in den Vorwärtskissen 30 verhindert.
Eine Schicht aus "Tufnol" (ein abriebfestes
faserverstärktes
Phenol-Kunstharz) ist auf den Oberflächen der Platte 42 und
dem Zapfen 52 aufgetragen, um eine metallische Verbindung
mit entsprechenden Oberflächen
der Schaufeln zu vermeiden ("Tufnol" ist eine eingetragene
Marke der Tufnol Ltd.). Da der Vorwärtskissenaufbau 30 parallele Flächen aufweist,
können
die Kissen 30 leicht eingesetzt und/oder ersetzt werden,
indem die Halteplatten 48 abgenommen werden. Da die Kissen 30 nur an
der Schaufel 24, nicht aber an der Schaufel 26 befestigt
sind, stehen die Kissen 30 auch dann nicht unter Zugbeanspruchung,
wenn die Kupplung im Rückwärtsbetrieb
arbeitet. Infolgedessen brauchen die Kissen 30 nicht vorkomprimiert
sein, wenn die Kupplung im Ruhezustand befindlich ist, so dass die
einzelnen Kissen 30 ersetzt werden können, ohne dass der Ausbau
der Schaufeln erforderlich wäre.
Es ist auf diese Weise möglich,
die Kissen auszutauschen, während
die Kupplung an Ort und Stelle verbleibt.
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In
den 8, 9 und 10 ist
das Verfahren veranschauchlicht, durch das das Rückwärtskissen 32 an der
Schaufel 24 montiert wird. Das Rückwärtskissen 32 wird
an der flachen Fläche 34 festgelegt.
Das Kissen 32 weist eine ebene kreisförmige Endplatte 54 auf
einer Seite und eine quadratische Endplatte 56 auf der
gegenüberliegenden
Seite auf. Die kreisförmige
Endplatte 54 besitzt einen Tufnol-Überzug auf
der Oberfläche,
und während
der Rückwärtsdrehung
der Kupplung greift die Oberfläche
an einer entsprechenden flachen Oberfläche 34 der benachbarten
Schaufel 26 des Abtriebsgliedes 22 an. Die kreisförmige Endplatte 54 ist
auf der Oberfläche
der Schaufel 26 nicht festgelegt. Die quadratische Endplatte 56 ist
so gestaltet, dass sie eine Halteplatte bildet, die eine Befestigung
des Kissens 32 an der Schaufel 24 mittels zweier
Bolzen 58 ermöglicht.
Um zu gewährleisten,
dass die Endplatte fest auf der flachen Oberfläche 34 angeordnet
ist, wird ein Halteblock 60 über die Endplatte 56 unter
Benutzung zweier Bolzen 62 festgelegt.
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Die
ebene Endplatte 54 steht in ebener Berührung mit der Passfläche 34 der
benachbarten Schaufel 26, so dass ein gewisser Schlupf
des Kissens (Bewegung in einer radialen und axialen Richtung) im
Betrieb möglich
ist, obgleich das Rückwärtskissen
primär
Kompressivlasten überträgt. Um eine Abnutzung
infolge des Gleitens des Rückwärtskissens
zu verhindern, ist ein aus faserverstärktem Glas bestehendes Blatt
an der Fläche 34 der
entsprechenden Schaufel 26 festgelegt. Obgleich das Gleiten
des Rückwärtskissens
die Höhe
des Drehmomentes vermindern kann, das die Kupplung in Rückwärtsrichtung übertragen
kann, ist dies kein Problem, da der Betrieb in dieser Richtung sehr
viel seltener und gewöhnlich
mit sehr viel kleineren Drehmomenten erfolgt. Ebenso wie die Vorwärtskissen 30 sind
die Rückwärtskissen 32 nur
an der Schaufel 24 festgelegt, und sie stehen demgemäß nicht
unter Spannung, wenn die Kupplung in Vorwärtsrichtung sich dreht. Infolgedessen
ist keine Vorkompression der Kissen erforderlich, wenn die Kupplung
im Ruhezustand befindlich ist, und dies schafft die Möglichkeit, einzelne
Kissen zu ersetzen, ohne dass die Schaufeln ausgebaut werden müssten.
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Da
die Schaufeln 24 am Antriebsglied und die Schaufeln 26 am
Abtriebsglied identisch sind, werden die Herstellungskosten der
Kupplung beträchtlich
vermindert. Dadurch, dass ein Kanal in einer Oberfläche der
Schaufel eingearbeitet wird und eine flache Oberfläche auf
der anderen Seite vorhanden ist, ergibt sich eine einfache und wirksame
Art der Befestigung der Vorwärtskissen.
Da es oft erforderlich ist, in einer Richtung sehr viel kleinere
Drehmomente zu übertragen
(im Allgemeinen in der Rückwärtsrichtung),
die oft in einer Größenordnung
niedriger liegen, ist es zweckmäßig, fünf Rückwärtskissen im
Vergleich mit zehn Vorwärtskissen
vorzusehen. Da die Schaufeln 24 und 26 der Antriebsglieder
und der Abtriebsglieder 20 und 22 in Umfangsrichtung gleiche
Abstände
besitzen, ergeben sich Spalte. Diese Anordnung hat sich als besonders
vorteilhaft erwiesen, da ein neuer Satz von Rückwärtskissen eingefügt werden
kann, bevor die abgenutzten entfernt sind. Außerdem kann die Betriebscharakteristik
der Kupplung auf einfache Weise geändert werden, indem einfach
die Zahl der Kissen geändert
wird.
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Für den Fachmann
ist es klar, dass Veränderungen
und Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels innerhalb des
Rahmens der Erfindung durchgeführt
werden können.
Beispielsweise sind die T-förmig
geschlitzte Platte 42, der Block 44 und die Halteplatte 48 mit
rechtwinkligen Schultern ausgestattet, die miteinander zusammenwirken,
um das Vorwärtskissen 30 an
der Schaufel 24 festzulegen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind diese zusammenwirkenden Schultern schwalbenschwanzförmig, so
dass keine engen Toleranzen bei der spanabhebenden Bearbeitung oder Anpassung
dieser Komponenten erforderlich sind. Die Erfindung ist demgemäß nicht
auf das spezielle beschriebene und in der Zeichnung dargestellte
Ausführungsbeispiel
beschränkt.