DE8226830U1 - Verbindungsvorrichtung zwischen einer Welle und einem Schwungrad - Google Patents

Description

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München Stuttgart

23. September 1982

JEUMONT - SCHNEIDER
31-32/ Quai de Dion Bouton

92811 PUTEAUX / Frankreich
Unser Zeichen: J 709

Verbindungsvorrichtung zwischen einer Welle und einem Schwungrad

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zwischen einer Welle und einem drehbaren Teil, das dieselbe Achse aufweist, z.B. einem Schwungrad.

Die bekannten Verbindungsvorrichtungen weisen im allgemeinen Keile auf, die in Rillen angeordnet sind, die in der Welle einerseits und in der Bohrung des Schwungrades andf^ rerseits angeordnet sind. Diese Rillen verursachen eine bestimmte Anzahl van Belastungen, die im allgemeinen noch

1Ö durch die geringen Wirkungsradien erhöht werden. Insbesondere sind Scherbelastungen zu nennen, die dazu führen, daß teure Werkstoffe mit hoher mechanischer Festigkeit verwendet werden, die jedoch eine strenge Überprüfung im Verlauf der Anwendung erforderlich machen« Eine andere Lösung besteht darin, die Verbindung mittels zwei Scheiben herzustellen, die jeweils mit einem von zwei Teilen fest ver-" bunden sind, wobei in den einander zugewandten Flächen der

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Scheiben radiale Rillen angebracht sind, die miteinander zusammenwirken, um die Bewegung zu übertragen. Diese Scheiben sind jedoch schwierig herzustellen, und die auf die Rillen ausgeübten Kräfte sind bestrebt/ die beiden Scheiben aufeinander gleiten zu lassen. Aufgrund von Deformierungen, die durch die Zentrifugalkraft bedingt sind, ist auch die Berührung zwischen den beiden Scheiben nicht vollkommen, und die Kräfte werden unregelmäßig auf die Rillen ausgeübt.

Aus der FR-PS 2 463 322 ist ferner eine Kopplungsvorrichtung bekannt, die aus zwei Platten gebildet ist, von denen die eine Magneten trägt und die andere aus ferromagnetischem Material gebildet ist. Diese Platten weisen zur übertragung des Drehmomentes Zähne auf, bei denen die Zahnflankenwinkel ausgenutzt werden, um unter der Einwirkung der magnetischen Anzugskraft einen Drehmomentbegrenzer zu bilden. Eine solche Vorrichtung kann jedoch wegen der hohen zu übertragenden Drehmomente nicht als Verbindungsvorrichtung zur Verbindung zwischen einer Welle und einem Schwungrad verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieser Mängel mittels einer Vorrichtung, die es ermöglicht, die Ver-Wendung von Keilen zu vermeiden, und doch eine gleichmäßige mechanische Verbindung gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung umfaßt zwei koaxiale Ringe desselben Durchmessers, von denen der eine mit der welle und der andere mit dem drehbaren Teil fest verbunden ist, wobei in den einander zugewandten Flächen der Ringe radiale zylindrische Ausschnitte, die an ihrem Grunde jeweils mit einer über ihre gesamte Länge verlaufenden Entlastungsrinne versehen sind, derart angebracht sind, daß sie die Aufnahme für eine Mehrzahl von zylindrischen Zapfen bilden, über welehe die Drehbewegung übertragen wird, ohne hohe Axialbelastungen zwischen der Welle

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und dem drehbeweglichen Teil zu erzeugen, das automatisch zentriert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispidlen und aus der Zeichnung/ auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung;

Fig. 2 einen axialen Teilschnitt derselben Vorrichtung

in Anwendung auf die Verbindung einer Welle mit

einem Schwungrad; und
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Fig. 3 einen axialen Teilschnitt derselben Vorrichtung

in Anwendung auf die Verbindung zwischen einer

Welle und einem Pumpenrad.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Verbindungsvorrichtung umfaßt im wesentlichen zwei Ringe 1, 2, von denen der eine mit der Welle und der andere mit dem drehbeweglichen Teil verbunden ist, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Diese beiden Ringe können natürlich einteilig mit der Welle bzw, dem drehbeweglichen Teil ausgebildet sein, wenn dies möglich ist, oder auch getrennt hergestellt und dann an der Welle bzw. dem drehbeweglichen Teil befestigt werden. Die Welle, die beiden Ringe und das drehbewegliche Teil sind zueinander koaxial*

In den einander zugewandten Flächen der Ringe sind radiale Ausschnitte 3 angebracht, die jeweils eine Aufnahme ffir einen zylindrischen Zapfen 4 bilden, der an den Durch* messer der Ausschnitte 3 angepaßt ist. Wenn die beiden Ringe 1 und 2 miteinander in Berührung sind, wird die Drehbewegung auf diese WeiSe über die zylindrischen

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<; ι Zapfen 4 übertragen. Die Anzahl der Ausschnitte 3 hängt von dem zu übertragenden Drehmoment ab. Die radialen Zapfen 4 haben den Vorteil/ daß sie eine dauernde und vollkommene Zentrierung zwischen den beiden Ringen 1 und 2 gewährleisten.

Eine Entlastungsrinne 6 ist am Grunde jedes Ausschnittes so angebracht/ daß sie auf beiden Seiten dieser Rinne 6 symmetrisch zwei im wesentlichen gleiche zylindrische Oberflächenteile begrenzt.

, Die Tiefe dieser Entlastungsrinnen ist sehr gering, um

\ die tangentialen Belastungen in den Ringen 1 und 2 nicht

zu erhöhen. Diese Rinnen haben die Aufgabe, die axiale

'! 15 Komponente der durch das Torsionsmoment erzeugten Belastung auf ein Minimum zu vermindern und eine permanente Berührung der zylindrischen Zapfen 4 mit den Ausschnitten 3 zu gewährleisten, auch wenn diese Teile unterschiedliche '[ Ausdehnungen erfahren. Jeder zylindrische Zapfen 4 über-

trägt auf den Ring 2 des drehbeweglichen Teils einen Teil der zu übertragenden Tangentialkraft über einen zylindrischen Oberflächenteil. Die Ent lastung sr inr/e 6 in dem Ausschnitt 3 ermöglicht die Lokalisierung dieses zylindrischen Oberflächenteils in der Nähe der Verbindungsebene der beiden Ringe 1 und 2, derart, daß die Gegenkraft f^s Ringes 2, die senkrecht zu der Oberfläche ist, eine geringe axiale Komponente aufweist. Wenn das bewegliche Teil, mit dem einer der Ringe fest verbunden ist, ein Schwungrad ist, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, so 30 ist ferner die durch die Drehbewegung der gesamten Einheit erzeugte Zentrifugalkraft bestrebt, das Schwungrad

und den damit verbundenen Ring gleichförmig zu deformieren. Dabei verformt sich der Ausschnitt 3 ebenfalls, indem er eine ovale Gestalt annimmt. 35

» Durch eine Verkleinerung der zylindrischen Kontaktober-

flächenteile auf den Seiten des Ausschnittes 3 wird

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angestrebt, eine permanente Berührung zwischen den Ringen 1, 2 und den Zapfen zu bewahren. Bei dieser Deformierung gleiten die Zapfen 4 in Radialrichtung über den Ausschnitten 3 des sich dehnenden Ringes. Da die Durchmesserverformung der Ausschnitte an den Zapfen gering ist,bleiben die von den zylindrischen Zapfen übertragenen Kräfte gleichmäßig.

Eine in Fig. 1 nicht dargestellte, jedoch in den Figuren 2 und 3 mit 16 bezeichnete Ringhülse, die um die zwei Ringe herum aufgeschrumpft ist, verhindert das Auswerfen der zylindrischen Zapfen 4 aus der Vorrichtung durch Zentrifugalkraft.

Eine solche Verbindungsvorrichtung weist· somit den Vorteil auf, daß sie eine Dehnung des einen Ringes in bezug auf den anderen zuläßt, ohne daß diese Dehnung die mechanische Festigkeit der Verbindung beeinträchtigt. Ferner werden im Gegensatz zu Vorrichtungen mit Radialrillen tragenden Scheiben die Kräfte über große Kontaktflächen übertragen, und nicht nur über Geraden.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Bei der dort gezeigten Ausführungsform ist die Vorrichtung auf die Verbindung zwischen einer senkrechten Welle 7 und einem Schwungrad 8 angewendet. Die Ringe 1 und 2 sind vorgefertigt und dann an einem Ring 15, der von einer mit der Welle 7 fest verbundenen Hülse 9 absteht, bzw. an einer ebenen Fläche des Schwungrades 8 befestigt, z.B. durch formschlüssiges Einsetzen. Die Ringhülse 16 verhindert, daß die zylindrischen Zapfen 4 unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft ausgeworfen werden. Die gesamte Einheit wird durch eine Mutter 13 zusammengehalten, welche die axialen Kräfte aufnimmt, die bestrebt sind, die beiden Ringe 1 und 2 auseinanderzubringfan.

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-ει Aufgrund der radialen Zapfen ist die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung selbstzentrierend.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die eine Pumpe im axialen Teilschnitt zeigt. Ein Rad 17 ist mit der Welle 7 über die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung verbunden, unter Zwischenfügung der Hülse 9, die mit der Welle einteilig verbunden sein kann. Der Ring 1 ist mit der Hülse 9 fest verbunden, während der Ring 2 mit dem Rad 17 fest verbunden ist. Die zylindrischen Zapfen 4 sind durch eine Ringhülse 16 zusammengehalten.

Die gesamte Einheit wird durch eine Mutter 13 zusammengehalten, welche sich den axialen Kräften widersetzt, die bestrebt sind, die beiden Ringe auseinanderzubringen. Diese Ausführungsform arbeitet in genau derselben Weise wie die zuvor beschriebenen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Entlastungsrinnen nicht in den Ausschnitten 3, sondern in den zylindrischen Zapfen 4 angebracht, wobei die zylindrischen Kontaktflächen dann aber dieselben sind wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

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1. Verbindungsvorrichtung zwischen einer Welle und einem beweglichen Teil, das dieselbe Achse aufweist, insbesondere einnm Schwungrad, mit zwei koaxialen Ringen desselben Durchmessers, von denen der eine mit der Welle und der andere mit dem beweglichen Teil fest verbunden ist,^dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Flächen der koaxialen Ringe (1, 2) mit zylindrischen radialen Ausschnitten {3) versehen sind, in deren Grund jeweils eine sich über ihre gesamte Länge erstreckende Entlastungsrinne (6) angebracht ist, die auf beiden Seiten dieser Entlastungsrinne (6) symmetrisch zwei im wesentlichen gleiche Zylinderoberflächenteile begrenzt, so daß nach Aneinanderfügen der beiden Ringe (1, 2) Aufnahmen für eine Mehrzahl von zylindrischen Zapfen (4) gebildet sind, über welche die Drehbewegung zwischen der Welle (7) und dem beweglichen Teil (8, 17) übertragen wird, ohne zwischen diesen Teilen durch die Torsionsmomente hohe axiale Belastungen zu erzeigen, und daß ein dauernder Kontakt zwischen der Ringen (1,2) gewährleistet ist, auch wenn diese unterschiedliche Dehnungen erfahren.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (1, 2) einteilig mit der Welle {7) bzw. mit dem beweglichen Teil (8, 17) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Ringe (1, 2) vorgefertigt und mit der Welle (7) bzw. mit dem beweglichen Teil (8, 17) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Ausschnitte (3) in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Drehmoment gewählt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringhülse (16) um die Ringe (1, 2) herum angeordnet ist und das Auswerfen der zylindrischen Zapfen (4) unter der Wirkung der Zentrifugalkraft verhindert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Welle (7) fest verbundene Ring (1) an einem Ring (15) befestigt ist, der von einer mit der Welle (7) fest verbundenen Hülse (9) in unmittelbarer Nähe der einen ebenen Wandung des beweglichen Teiles (8) absteht, und daß eine Verriegelungseinrichtung (13) vorgesehen ist, um die Ringe

(1, 2) zusammenzuhalten.

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