DD234908A1 - Kupplung zweier maschinenteile - Google Patents

Abstract

Eine Kupplung zweier Maschinenteile soll so ausgebildet werden, dass sich mindestens einer der Maschinenteile relativ zum anderen parallel und rechtwinklig zu einer Drehachse bewegen kann und zwischen beiden Maschinenteilen eine im wesentlichen drehstarre Verbindung besteht. Die Kupplung soll wenig materialaufwendig und kompendioes sein und Gleitfuehrungen wegen der Verschleisserscheinungen vermeiden. Dazu wird an beiden Maschinenteilen nur eine im wesentlichen tangential zur Drehbewegung um die Drehachse gerichtete flexible Strebe starr befestigt. Die Befestigung kann kraft- und/oder formschluessig erfolgen. Fig. 3

Description

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kupplung,

Fig. 2: einen Schnitt durch die Kupplung der Fig. 1 entlang der Linie A-A, wobei das Gehäuse weggelassen wurde, Fig. 3: einen Axialschnitt zweier gekuppelter Wellen,

Fig. 4: einen Schnitt der Fig. 3 entlang der Linie B-B,

Fig. 5: eine Verbindungsmöglichkeit von Strebe und Maschinenteil,

Fig. 6: eine weitere Verbindungsmöglichkeit und

Fig. 7: eine dritte Verbindungsmöglichkeit von Strebe und Maschinenteil.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Rotor 1 in einem Gehäuse 2 um eine Achse X1-X1 drehbar gelagert. Der Rotor 1 trägt auf einem Kragen einen Signalerzeuger 4, der als Ringmagnet mit wechselnder Polarität ausgebildet ist. Auf dem Rotor 1 ist mit Hilfe eines Wälzlagers 5 ein Stator 6 mit einem Stift 7 und einem Sensor 8 ebenfalls um die Achse X1-X1 drehbar gelagert. Eine Platte 9 fixiert das Wälzlager 5 exakt in einem Sitz 10 des Rotors 1. Am Gehäuse 2 befindet sich ein weiterer Stift 11. Eine flexible Strebe 12 mit federnden Hakenenden 13,14 verbindet die beiden Stifte 7 und 11 miteinander, wobei die federnde Wirkung der Hakenenden T3,14 ein schlupffreies oder zumindest schlupf armes dichtes Anliegen der Strebe 12 an den Stiften 7,11 gewährleistet.

Beim Drehen des Rotors 1 um die Achse X₁-Xi in Richtung eines Pfeiles 15 wird der Stator 6 durch die Strebe 12 festgehalten. Die Federkraft der Hakenenden 13,14 ist so groß, daß sie durch die Drehung des Rotors 1 nicht aufgebogen wird und damit eine Signalbeeinflussung nicht stattfindet. Die Signale werden beim Drehen des Rotors 1 und damit des Signalerzeugers 4, beim Polwechsel vor dem Sensor 8 erzeugt. Da zwischen den Hakenenden 1.3,14 und den Stiften kein Schlupf auftritt, entsteht auch kein Materialverschleiß infolge Reibung. Andererseits lassen die Taumelbewegungen der rotierenden Teile eine Relativbewegung zwischen Stators und Gehäuse 2 in axialer und radialer Richtung entstehen, die die Strebe 12 auf Biegung beanspruchen.

In den Fig. 3 und 4 sind zwei Wellen 29, 30 in Lagern 31, 32 um Achsen X₂-X₂, X3-X3 drehbar gelagert, die an ihren einander zugekehrten Enden mit Flanschen 33, 34 versehen sind. Zwischen den Flanschen 33, 34 ist eine Strebe 35 angeordnet, die mit prismatisch gestalteten Abkröpfungen 36, 37 im Flansch 33 bzw. 34 befestigt ist. Die Welle 29 ist die antreibende und die Welle die getriebene Welle. Beide Wellen 29, 30 sind aus Toleranzgründen in Richtung der Doppelpfeile 38 und 39 sowie im Winkel relativ zueinander beweglich.

Beim Drehen der Welle 29 wird die Welle 30 infolge der Verbindung über die Strebe 35 und der Flansche 33, 34 im wesentlichen synchron zur Welle 29 gedreht. Im Verlauf einer Umdrehung der Wellen 29 und 30 treten durch die Abweichungen der Achsen X₂-X₂ und X₃-X₃ voneinander kleine Biege- und Torsionsverformungen der Strebe 35 ohne Längenänderungen auf.

Verschleißerscheinungen durch Reibung an den Verbindungsstellen zwischen der Strebe 35 und den Flanschen 33, 34 sind nicht vorhanden.

In Fig. 5 ist ein Stift 16 in Draufsicht dargestellt, dessen Seiten zumindest im Bereich der Verbindung mit einer Strebe 17 mit Abfiachungen 18 versehen ist. Die Strebe 17 hat ihrerseits eine längliche Öse 19 an ihrem dem Stift 16 zugekehrten Ende, die so über das mit den Abflachungen 18 versehene Stifteride geführt wird, daß ihre Längsseiten an den Abfiachungen anliegen. Insgesamt ist die Öse 19 so groß, daß sie rundherum das flache Stiftende satt berührt. Der Stift 16 kann sowohl dem Stift 7 als auch dem Stift

der Fig. 1 und 2 entsprechen. -

Eine Draufsicht auf einen Stift 20 zeigt auch die Fig. 6. Eine Strebe 21 ist in der Nähe des Stiftes 20 als Haken 22 ausgebildet, der mit seinem freien Ende 23 in eine Nut oder Bohrung 24 des Stiftes 20 gedruckt ist. Der Stift 20 ist den Stiften 7 und 11 der Fig. 1 und vergleichbar, die keine Abnutzungserscheinungen zulassen, weil keine Reibungen zwischen dem Stift und der Strebe 21 bei entsprechenden Relativbewegungen stattfinden.

In der Draufsicht der Fig. 7 ist eine Strebe 25 mit dem halbrunden Ende eines Stiftes 26 mittels einer Schraube 27 unter Zwischenschaltung einer Scheibe 28 verschraubt. Auch in diesem Fall gilt das zu den vorigen Figuren Gesagte.

Die Erfindung ist keinesfalls an die dargestellten Ausführungsformen gebunden. Beispielsweise ist es auch möglich, die Strebe gegen Verdrehungen gesichert unmittelbar an den Maschinenteilen zu verschrauben. Die Ränder der Flansche 33 und 34 mit nicht kreisrunden Ausnehmungen für die Abkröpfungen 36 und 37 mit entsprechendem Querschnitt können zur Erleichterung des Zusammenbaues und zur Verringerung der Reibung mit der Strebe 35 entsprechend erhaben gestaltet sein. Die Ausnehmungen für die Abkröpfungen sind vorteilhaft durchgehend und an der Peripherie der Flansche 33,34 angebracht, um die Montage zu vereinfachen. Die Strebe und ihre Abkröpfungen an den Enden können aus einem Stück desselben Materials oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

Claims (6)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Kupplung zweier Maschinenteile, von denen sich mindestens ein Maschinenteil relativ zu anderen Maschinenteil parallel, rechtwinklig und im Winkel zu einer Drehachse bewegt, gekennzeichnet dadurch, daß an beiden Maschinenteilen im wesentlichen tangential zu einer Drehbewegung um die Drehachse nur eine flexible Strebe starr befestigt ist.
2. 2. Kupplung gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das eine Maschinenteil im Lagergehäuse für einen Rotor und das andere Maschinenteil ein auf dem Rotor fliegend gelagerter Stator ist.
3. 3. Kupplung gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß beide Maschinenteile einander zugekehrte Flansche zweier im wesentlichen parallel zueinander gerichteter Wellen sind.
4. 4. Kupplung gemäß Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß an den Maschinenteilen Stifte vorgesehen sind, die von den Streben schlupflos zumindest teilweise umfaßt sind.
5. 5. Kupplung gemäß Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Strebe mit den Maschinenteilen verschraubt ist.
6. 6. Kupplung gemäß Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Enden der Strebe gekröpft sind und einen Querschnitt aufweist, der von der Kreisform abweicht.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen
   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Kupplung zweier Maschinenteile, von denen sich mindestens ein Maschinenteil relativ zum anderen parallel, rechtwinklig und im Winkel zu einer Drehachse bewegt. Sie kann zur praktisch drehstarren Verbindung zweier im wesentlichen paralleler Wellen ebenso verwendet werden wie zur Verdrehungssicherung eines auf einem Rotor fliegend gelagerten Stators, wie sie beispielsweise in Zündgebern von Brennkraftmaschinen zur Anwendung gelangen. Werden zwei Wellen miteinander verbunden, so können diese sowohl Fluchtungs-als auch Richtungsfehler aufweisen.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bei Zündgebern sind am Rotor Signalerzeuger, beispielsweise Magnetpole, und am Stator Sensoren, beispielsweise Hallelemente, zur Signalgabe beim Rotieren der Magnetpole bezüglich der Hallelemente vorgesehen. Infolge von Fertigungstoleranzen führt der mit der Kurbel- oder Nockenwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Rotor Axial- oder Taumeibewegungen aus, die dann zu Änderungen im Abstand zwischen den Signalerzeugern und den Sensoren und damit zur fehlerhaften Signalgäbe führen, wenn der Stator nicht an den toleranzbedingten Bewegungen des Rotors teilnimmt. Aus diesem Grunde ist der Stator auf dem Rotor, allerdings gegen Verdrehungen gesichert, gelagert. Die Verdrehungssicherung erfolgt mit Hilfe eines Stiftes und eines Langlochs oder einer Klaue, von denen das eine Sicherungselement am Stator und das andere am Gehäuse befestigt ist. Infolge der Taumelbewegungen und Axialverschiebungen des Rotors bewegt sich der Stift ständig in dem Langloch oder der Klaue, und es kommt an beiden Teilen zu Abnutzungserscheinungen, die sich auf die Signalgabe ebenfalls fehlerhaft auswirken. Die gleichen Erscheinungen treten auf, wenn der Rotor getrennt von der Kurbelwelle gelagert und mit dieser über Stift und Langloch oder Klaue verbunden ist. Bei der Verwendung von Membran- oder Schraubenfedern oder federnden Laschen als Kupplungselemente treten Verschleiße zwar nicht oder kaum auf, jedoch ist die drehbare Übertragung oder Halterung bei nicht fluchtenden Drehachsen nicht oder nur mit erheblichem Raumaufwand und bei Inkaufnahme zerstörend wirkender Zwangskräfte möglich. Dieser Raumaufwand ist besonders dann erforderlich, wenn die Schraubenfeder mit ihrer Achse parallel zu den Drehachsen gesichert ist. .

   Ziel der Erfindung

   Durch die Erfindung sollen die aufgezeigten Mangel beseitigt und eine wenig aufwendige, kompendiöse, gegen Verdrehungen und Verschleißerscheinungen gesicherte Kupplung zweier Maschinenteile geschaffen werden.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kupplung so zu gestalten, daß eine wenig material- und raumaufwendige drehbare Verbindung zweier Maschinenteile entsteht, die insbesondere auch dann verwendbar ist, wenn die Maschinenteile nicht fluchtende Wellen sind.

   Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an beiden Maschinenteilen im wesentlichen tangential zu einer Drehbewegung um die Drehachse eine flexible Strebe starr befestigt ist. Dabei bedeutet die tangential Ausrichtung und Anordnung der Strebe, daß neben der radialen Richtungskomponente noch eine rechtwinklig zu dieser gerichteten Komponente vorhanden ist und daß diese rechtwinklig zur radialen Komponente gerichtete Richtungskomponente vorteilhaft größer ist als die radiale Komponente. Vorteilhaft ist das eine Maschinenteil ein Lagergehäuse für einen Rotor und das andere Maschinenteil ein auf den Rotor fliegend gelagerter Stator. Die Strebe ermöglicht es dem Stator, an den Taumel- und Axialbewegungen des Stators bei gleichzeitiger Verdrehungssicherung des Stators gegenüber dem Gehäuse teilzunehmen. Sie gewährleistet eine flache und sichere Verbindung des Stators mit dem Gehäuse, die entsprechend den Taumel- und Axialbewegungen des Rotors Verbiegungen erfährt. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind beide Maschinenteile einander zugekehrte Flansche zweier mit ihren Drehachsen nicht völlig zueinander fluchtender Weilen, an denen die Strebe außerhalb der Drehachsen im wesentlichen tangential befestigt ist. Die Strebe befindet sich zwischen den Flanschen und gewährleistet eine geringe Bauhöhe. Da die Winkelgeschwindigkeiten im Verlauf einer Umdrehung der Wellen unterschiedlich variieren, erfährt die Strebe sich verändernde geringfügige Verformungen, die sich in der Ausgangslage aufheben. Die Befestigung der Strebe an den Maschinenteilen kann unterschiedlich gelöst sein. Eine vorteilhafte Befestigung ergibt sich, wenn an den Maschinenteilen Stifte vorgesehen sind, die von den Streben zumindest teilweise schlupflos umfaßt sind. Hierzu können an den Strebenenden von der Kreisform abweichende Ösen oder Abkröpfungen vorgesehen sein, die in entsprechende Ausnehmungen in den Stiften hineinragen. Vorteilhaft ist es auch, wenn die Streben zur Ausschaltung jedes Schlupfes mit den Stiften oder den Maschinenteilen verdrehungssicher verschraubt sind.

   Die Erfindung vermeidet Gleitlagerungen mit ihren Abnutzungserscheinungen oder Technologien, um solche Abnutzungserscheinungen möglichst gering zu haiten. Sie umgeht materialaufwendige Membrane und Schraubenfedern, von denen die letzteren außerdem mit einer voluminösen Bauweise verbunden sind. Schließlich ermöglicht die Erfindung eine einfache Kupplung nicht fluchtender Wellen. In jedem Fall erfolgt die Verbindung zweier Maschinenteile, von denen mindestens ein Teil relativ zum anderen geringfügig axial und radial bezüglich einer Drehbewegung bewegbar ist und dessen Drehachse schwenkbar sein kann.