DD290706A5

DD290706A5 - Drehelastische kupplung

Info

Publication number: DD290706A5
Application number: DD89336260A
Authority: DD
Inventors: Franz J Wolf; Hubert Pletsch
Original assignee: Woco Franz-Josef Wolf U. Co.,De
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-06-06
Also published as: EP0411071A1; JPH03502962A; US5213544A; DE3843320A1; CA2006516A1; BR8907260A; WO1990007068A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine drehelastische Wellenkupplung. Es handelt sich dabei um eine weiche, akustisch abkoppelnde drehelastische Wellenkupplung mit einem Nabenteil und einem aus Traegerblechen gebildeten Mitnehmerteil. In den Traegerblechen ist mindestens ein Kaefig ausgebildet, in den mindestens ein Gummifederelement eingelegt ist, das die Form einer kreiszylindrischen Scheibe oder eines kreiszylindrischen Ringes oder Ringsegmentes aufweist. Zum Erhalt einer besonders weichen Drehfederkennlinie ist vorgesehen, dasz das Gummifederelement in gleichmaesziger raeumlicher Verteilung Hohlraeume aufweist, die die Form regelmaesziger Polyeder oder Kugelgestalt haben und deren Querschnittsflaeche groeszer als die Querschnittsflaeche von Hohlkanaelen ist, die eine Folge dieser Hohlraeume mittig durchsetzen und sich zumindest im wesentlichen ueber die gesamte Hoehe des Gummifederelementes erstrecken. Fig. 1{drehelastische Wellenkupplung; Nabenteil; Traegerbleche; Kaefig; Gummifederelement; weiche Drehfederkennlinie; groeszerer nutzbarer Drehwinkel; hoehere Standzeit}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine drehelastische Wellenkupplung, die aus zwei Kupplungsteilen besteht, nämlich einem Nabenteil mit Mitteln zum drehfesten Anschluß an eine von zwei miteinander zu verbindenden '.'.'eilen und einem Mitnehmerteil, das seinerseits im wesentlichen aus zwei Trägerblechen besteht, die Mittel zum Anschluß an die zweite der beiden miteinander zu verbindenden Wellen aufweisen und zwischen sich mindestens einen Käfig einschließen, in dem jeweils zwischen mindestens einem Mitnehmer oder Anschlag jeder der beiden Kupplungsteile mindestens ein Gummifederelement eingeschlossen ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannte Kupplungen dieser Art weisen einander in Drehrichtung der beiden Kupplungsteile hintergreifende Anschlagelemente auf, zwischen die zur Herstellung der Drehelastizität Gummipuffer eingesetzt sind. Diese Gummipuffer sind Vollgummiblöcke mit Abmessungen, die im Vergleich zu den Abmessungen der Kupplungen relativ klein sind, so daß sie von den gegeneinander verdrehbaren Anschlägen der Kupplungsteile zumindest im wesentlichen ausschließlich auf Druck und/oder Zug belastet werden.

Der Arbeitsbereich dieser Kupplungen ist durch nur sehr kleine Drehwinkel gekennzeichnet. Zudem sind solche Kupplungen in der Regel ausgesprochen laut, d. h. übertragen Schallwellen im Körperschluß praktisch ungehindert von einer auf die andere der beiden miteinander zu verbindenden Wellen.

Ziel der Erfindung

Die Vorteile der erfindungsgemäßen drehelastischen Wellenkupplung sind unter anderem in einem verbesserten Kupplungsverhalten und in einer höheren Standzeit zu sehen.

Darlegung des Wesen« der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehelastische Wellenkupplung der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß mit weichem Kennlinienverlauf große Drehwinkel nutzbar werden, wobei gleichzeitig Eingangswelle und Ausgangswelle akustisch entkoppelt werden

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine drehelastische Wellenkupplung bestehend aus zwei Kupplungsteilen, nämlich einem

das seinerseits im wesentlichen aus zwei Trägerblechen besteht, die Mittel zum Anschluß an die zweite der beiden miteinanderzu verbindenden Wellen aufweisen und zwischen sich mindestens einen Käfig einschließen, in dem jeweils zwischen mindestenseinem Mitnehmer oder Anschlag jeder der beiden Kupplungsteile mindestens ein Gummifederelement eingeschlossen ist,wobei sich diese drehelastische Wellenkupplung dadurch auszeichnet, daß das Gummifederelement die Form einerkreiszylindrischen Scheibe oder eines kreiszylindrischen Ringes oder Ringsegments aufweist.

Das Wesen der Erfindung beruht also darauf, statt relativ kleinvolumigen Gummipuffern zur Herstellung der Drehelastizität

großvolumige Gummifederelemente zu verwenden, die in Käfigen oder Kammern eingesetzt sind, die in den Trägerblechen der

Kupplung ausgebildet sind. Dabei wird durch entsprechendes Übermaß der Kammer der erforderliche Ausweichraum für die Gummifederelemente vorgesehen. Durch diese Maßnahmen kann eine hohe Gleichverteilung der Verformungsspannung in

den Gummifederelementen erzielt werden, die einerseits eine spürbare Vergrößerung des nutzbaren Drehwinkels einer solchendrehelastischen Kupplung bewirken, andererseits aber auch Ursache für eine bislang nicht erreichte Standzeit einer mit

Gummifederelementen abgefederten drehelastischen Kupplung sind. Die drehelastischen Federeigenschaften dieser Kupplung können wesentlich dadurch verbessert werden, daß das Gummifederelement in gleichmäßiger räumlicher Verteilung Hohlräume aufweist, die die Form regelmäßiger Polyeder oder Kugelgestalt haben und deren Üuerschnittsfläche größer als die Querschnittsfläche von Hohlkanälen ist, die eine Folge dieser Hohlräume mittig durchsetzen und sich zumindest im wesentlichen axial über die zumindest im wesentlichen gesamte Höhe des Gummifederelementes erstrecken. Die Hohlräume sind vorzugsweise nach Art einer kubisch innenzentrierten dichtesten Kugelpackung sich von radial innen nach radial außen in der Verteilungsdichte aufweitend angeordnet, und zwar vorzugsweise

in axialer Richtung, bezogen auf die Kupplung bzw. das Gummifederelement, in mindestens vier, vorzugsweise mindestens fünf

Schichten übereinander. Mit einer solchen Hohlgummistruktur des Gummifederelementes werden nicht nur verbesserte weiche und breite Arbeitsbereiche der Federkennlinie, sondern vor allem auch eine wesentlich verbesserte akustische Entkopplunp zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle erreicht. Die drehelastische Wellenkupplung gemäß der Erfindung kann sowohl als Festkupplung als auch als Trennkupplung, auch als

herkömmliche Trennkupplung mit Reibbelag, ausgebildet sein.

Im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen wird die Kupplung vorzugsweise sowohl als Trennkupplung zwischen Motor und Getriebe als auch als Festkupplung in der Antriebswelle verwendet. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß das Gummifederelement in gleichmäßiger räumlicher Verteilung Hohlräume aufweist, die

die Form regelmäßiger Polyeder oder Kugelgestalt haben und deren Querschnittsfläche größer als die Querschnittsfläche von

Hohlkanälen ist, die eine Folge dieser Hohlräume mittig durchsetzen und sich zumindest im wesentlichen axial über zumindest

im wesentlichen die gesamte Höhe des Gummifederelementes erstrecken.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß das Nabenteil mindestens einen block- oder scheibenförmigen, sich speichenartig

radial in eine der Trägerblechkäfige hinein erstreckenden Mitnehmer trägt, der mit einer von zwei axialen Anschlagflächen oder

Lastaufnahmeflächen des Gummifederelementes zusammenwirken kann, während das Mitnehmerteil einen ebenfalls radial

stehenden speicherartigen Anschlag trägt, der mit der jeweils zweiten axialen Anschlagfläche des Gummifederelementes

zusammenwirken kann. '

Es ist auch erfindungsgemäß, daß der Anschlag des Mitnehmerteils in der Radialebene so ausgeschnitten ist, daß der Mitnehmer

des Nabenteils durch den Anschlag des Mitnehmerteils hindurch drehbar ist, während die Anschlagflärhen des

Gummifederelementps abgestützt bleiben. Ebenfalls erfindungsgemäß ist, daß die Anschlagflächen des Gummifederelementes mit lastaufnehmanden Versteifungsteilen

verstärkt sind.

Im Sinne der Erfindung ist auch, daß die Innenflächen des Trägerbleclikäfigs und die Außenflächen des Gummifederelementes

komplementär zueinander sind.

Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß die zylindrischen Begrenzungsflächen des Gummifederelementes und des Käfigs einander mit einem Spiel, insbesondere mit einem Spiel von einigen Millimetern, gegenüberliegen.

Ebenso ist erfindungsgemäß, daß zwischen den Wandflächen des Gummifederelementes und des Käfigs an sich bekannte Mittel zur Verminderung der Reibung vorgesehen sind.

Auch ist erfindungsgemäß, daß der Mitnehmer des Nabenteils ein axial vorspringendes stiftartiges Anschlagelement trägt, das in eine Nut eingreift, die in zumindest einem der beiden Trägerbleche mit einem begrenzten Bogenwinkel ausgebildet ist.

Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß die Anschlagflächen des Gummifederelementes zumindest im Angriffsbereich des Mitnehmers des Nabenteils in Umfangsrichtung vorspringende leicht verformbare Rippen oder Noppen tragen.

Es ist auch erfindungsgemäß, daß die Wellenkupplung als Trennkupplung oder Festkupplung im Kraftfahrzeugbau, insbesondere als Teil des Antriebstranges eingesetzt wird.

Ausführungsbeispiele Es zeigen

Fig. 1: in axialer Draufsicht eine geöffnete und teilweise geschnittene Wellenkupplung; Fig. 2: einen Schnitt nach H-Il in Fig. 1; und Fig. 3: eine Sicht in Richtung III in Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte drehelastische Wellenkupplung besteht aus zwei Kupplungsteilen, nämlich dem Nabenteil 1, das drehfest mit einer hier nicht dargestellten ersten von zwei miteinander zu verbindenden Wellen verbunden ist, und einem Mitnehmerteil 4, das drehfest mit der anderen, hier ebenfalls nicht dargestellten Welle verbunden ist.

Zum Verbinden des Nabenteils 1 mit einer der beiden Wellen dient in an sich bekannter Weise ein Nut-Feder-Kranz 3.

Gleitlagerelemente 2 sichern die Trägerbleche 5 (Fig. 2) auf dem Nabenteil 1.

Ein Belagträger 6 dient bei dem hier gezeigten Beispiel einer Trennkupplung dem Verbinden des Mitnehmerteils 4 mit der zweiten der beiden miteinander zu verbindenden Wellen.

Zwischen den beiden Trägerblechen 5 ist ein axial gesehen zylindrischer dosenförmiger Käfig 7 ausgebildet. In diesem Käfig 7 sind zwei identische Gummifederelemente 3 angeordnet, und zwar jeweils anliegend an Anschlagflächen 9,10,11,12, die an speichenartig radial stehenden Anschlägen 13,14 ausgebildet sind, die ihrerseits drehfest mit dem Mitnehmerteil 4 verbunden bzw. Bestandteil dieses Mitnehmerteils sind. Die Anschläge 14 weisen in der Radialebene jeweils Ausschnitte 15 auf, durch die hindurch ebenfalls sich radial speichenartig erstreckende Mitnehmerarme 16,17 drehbar sind, die drehfester Bestandteil des Nabenteils 1 sind.

Die mit Stahlplatten 18 verstärkten axialen Anschlagflächen 19 tragen in Umfangsrichtung vorspringende Noppen 20, mit denen die Gummifederelemente 8 lose an den Anschlagflächen mit Mitnehmer 16,17 anliegen.

Das Gummifederelem int 8 besteht aus einem Vollgummiblock, der mit einer Anzahl von Hohlkanälen 21 durchsetzt ist, die sich parallel zueinander ir. axialer Richtung durch die gesamte axiale Höhe des Federelementes hindurchziehen und kugelförmige Hohlräume durchsetzen, die in dem Gummifederelement ausgebildet sind und deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Hohlkanäle 21 ist. Aus Gründen der klareren Darstellung sind diese Hohlräume in den Figuren nicht separat dargestellt.

Die Innenflächen des Käfigs 7 und die Außenflächen der Gummifederelemente 8 sind tef Ionisiert, um die Reibung zwischen den Käfigwänden und den Oberflächen der Gummifederelemente zu vermindern.

Die Konturen der Käfigwände sind in radialer und/oder axialer Richtung gegenüber den Außenkonturen der Gummifederelemente so weit überdimensioniert, daß diese mit Spiel, d. h. unter Froüassen eines Ringraumes 22, in den Käfigen liegen. Dadurch kann insbesondere im Anfangsbereich des Arbeitsbereiches der Federkennlinie dieser Gummifederelemente ein besonders weicher Kennlinienverlauf erzielt werden.

Da es bei zahlreichen Anwendungen wünschenswert ist, die Gummifedern, die die Drehelastizität der Kupplung vermitteln, nicht bis an ihre Leistungsgrenzen zu belasten, ist in der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Weise am Mitnehmerarm 16 des Nabenteils 1 ein axial vorspringender Anschlagzapfen 23 ausgebildet, der in eine verdrehwinkelbegrenzende Nut oder Aussparung 24 eingreift, die in zumindest einem der Trägerbleche 5 ausgebildet, hier durch Tiefziehen ausgebildet, ist.

Claims

1. Drehelastische Wellenkupplung bestehend aus zwei Kupplungsteilen, nämlich einem Nabenteil mit Mitteln zum drehfesten Anschluß an eine von zwei miteinander zu verbindenden Wellen und einem Mitnehmerteil, das seinerseits im wesentlichen aus zwei Trägerblechen besteht, die Mittel zum Anschluß an die zweite der beiden miteinander zu verbindenden Wellen aufweisen und zwischen sich mindestens einen Käfig einschlieSt>;-., >n dem jeweils zwischen mindestens einem Mitnehmer oder Anschlag jeder der beiden Kupplungsteiie mindestens ein Gummifederelement eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummifederelement die Form einer kreiszylinderischen Scheibe oder eines kreiszylindHschen Ringes oder Ringsegments aufweist.

2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummifederelement in gleichmäßiger räumlicher Verteilung Hohlräume aufweist, die die Form regelmäßiger Polyeder oder Kugelgestalt haben und deren Querschnittsfläche größer als die Querschnittsfläche von Hohlkanälen ist, die eine Folge dieser Hohlräume mittig durchsetz«::, und sich zumindest im wesentlichen axial über zumindest im wesentlichen die gesamte Höhe des Gummifederelementes erstrecken.

3. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nabenteil mindestens einen block- oder scheibenförmigen, sich speichenartig radial in eine der Trägerblechkäfige hinein erstreckenden Mitnehmer trägt, der mit einer von zwei axialen Anschlagflächen oder Lastaufnahmeflächen des Gummifederelementes zusammenwirken kann, während das Mitnehmerteil einen ebenfalls radial stehenden speichenartigen Anschlag trägt, der mit der jeweils zweiten axialen Anschlagfläche des Gummifederelementes zusammenwirken kann.

4. Wellenkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag des Mitnehmerteils in der Radialebene so ausgeschnitten ist, daß der Mitnehmer des Nabenteils durch den Anschlag des Mitnehmerteils hindurch drehbar ist, während die Anschlagflächen des Gummifederelementes abgestützt bleiben.

5. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen des Gummifederelementes mit lastaufnehmenden Versteifungsteilen verstärkt sind.

6. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Trägerblechkäfigs und die Außenflächen des Gummifederelementes komplementär zueinander sind.

7. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Begrenzungsflächen des Gummifederelementes und des Käfigs einander mit einem Spiel, insbesondere mit einem Spiel von einigen Millimetern, gegenüberliegen.

8. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wandflächen des Gummifederelementes und des Käfigs an sich bekannte Mittel zur Verminderung der Reibung vorgesehen sind.

9. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer des Nabenteils ein axial vorspringendes stiftartiges Anschlagelement trägt, das in eine Nut eingreift, die in zumindest einem der beiden Trägerbleche mit einem begrenzten Bogenwinkel ausgebildet ist.

10. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen des Gummifederelementes zumindest im Angriffsbereich des Mitnehmers des Nabenteils in Umfangsrichtung vorspringende leicht verformbare Rippen oder Noppen tragen.

11. Verwendung von erfindungsgemäßen Wellenkupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trennkupplung oder Festkupplung im Kraftfahrzeugbau, insbesondere als Teil des Antriebstranges eingesetzt wird.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen