DE10111644A1 - Kupplung zur Überlastsicherung und Stoß- und Schwingungsdämpfung - Google Patents

Kupplung zur Überlastsicherung und Stoß- und Schwingungsdämpfung

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    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R22/341Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Überlastsicherung und Stoß- und Schwingungsdämpfung bei der Übertragung eines Drehmomentes zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten Elementen, vorzugsweise für den Einsatz bei Gurtstraffer- und Fensterheberantrieben in Fahrzeugen. Die Kupplung besteht erfindungsgemäß aus einem inneren, koaxial angeordneten Ring, welcher innen mittels einer Elastomerscheibe mit dem Zentrum der Kupplung verbunden ist und außen mit mehreren Vorsprüngen in Nuten auf der Innenseite des äußeren Rings eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Überlastsicherung und Stoß- und Schwingungsdämpfung bei der Übertragung eines Drehmomentes zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten Elementen, vorzugsweise für den Einsatz bei Gurtstraffer- und Fensterheberantrieben in Fahrzeugen.
Aus der DE-OLS 23 05 452 ist eine Drehmomentbegrenzer für einen Gurtaufroller bekannt, der ein gehäuseartiges äußeres und ein darin angeordnetes inneres Teil aufweist, wobei innen an den Seitenwänden des äußeren Teils elastische Körper angeordnet sind, die gegen Vorsprünge am inneren Teil ge­ drückt werden. Im Normalbetrieb kann auf diese Weise ein Drehmoment vom äußeren auf das innere Teil übertragen werden. Bei einem zu hohen Drehmoment können die beiden Teil unter Verformung der elastischen Körper gegeneiander verdreht wer­ den. Nachteilig bei dieser Kupplung ist ihre Breite in axialer Richtung und ihr relativ komplizierter Aufbau durch die ineinander verschachtelten Teile.
Mit der Erfindung soll eine Kupplung geschaffen werden, die eine Drehmomenbegrenzung, aber auch eine Stoß- und Schwin­ gungsdämpfung bewirkt, und die einfach aufgebaut ist, eine flache Bauweise ermöglicht und zudem aus Kunststoff herstell­ bar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erste der Einleitung von Drehmomenten dienende Element einen Ring auf, innerhalb dessen ein elastisch nachgiebiges Kraftübertragungsglied koaxial angeordnet ist, das mit mehreren Vorsprüngen in Nuten auf der Innenseite des äußeren Ringes eingreift, und das über Elastomerkörper mit dem zweiten Element verbunden ist. Das erste Element kann dabei selbst ein Ring sein oder einen ringförmig gestalteten Abschnitt aufweisen.
Bei dieser Kupplung übernehmen der Elastomerkörper die Auf­ gabe eines Stoß- und Schwingungsdämpfers und die Vorsprünge in Verbindung mit den Nuten am Ring die Aufgabe eines Drehmo­ mentbegrenzers, wobei die Vorsprünge bei Überschreiten eines Grenzmomentes aus den Nuten austreten und auf der Innenfläche des Ringes rutschen können.
Vorzugsweise ist das Kraftübertragungsglied ringförmig ausge­ bildet und umschließt einen Elastomerkörper, der seinerseits das zweite Element ringförmig umschließt. Alle Teile der Kup­ plung sind dann konzentrisch zueinander angeordnet, wodurch sich eine sehr kompakte, flache Bauweise ergibt. Die Einlei­ tung von Drehmomenten erfolgt einerseits am äußeren Umfang und andererseits im Zentrum der Kupplung. Das Element zum Einleiten von Drehmomenten im Zentrum der Kupplung kann dabei eine Welle, aber auch eine Klauenkupplung sein.
Das Kraftübertragungsglied ist vorzugsweise mit drei oder mehr Vorsprüngen versehen und so in den Außenring eingesetzt, daß eine Anlage der Vorsprünge am Ring gegeben ist. Die in Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmomentes gewählte An­ zahl an Vorsprüngen stehen ähnlich wie Zähne eines Zahnrades radial von der Umfangsfläche des ringförmigen Kraftübertra­ gungsgliedes ab.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist jeder der Vorsprünge nach außen hin in etwa dreieckig geformt unter Ausbildung einer vorstehenden Kante, die in eine Nut auf der Innenfläche des Außenringes eingreifen kann. Die Vor­ sprünge können innen hohl ausgebildet sein, um ihre Verform­ barkeit in radialer Richtung zu erleichtern.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeich­ nung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Kupplung in perspektivischer Dar­ stellung,
Fig. 2 die inneren Teile der Kupplung nach Fig. 1 in perspek­ tivischer Darstellung und
Fig. 3 die Kupplungsteile gemäß Fig. 2 in der Draufsicht.
Die Kupplung 1 hat einen inneren Ring 2 mit einer zentralen Bohrung 3 für ihre Lagerung auf einer Welle oder Achse 4. Sie dient zur Übertragung von Kräften zwischen dem Innenring 2 und einem Außenring 5.
Am Innenring 2 sind Klauen 6 in Form von axialen Vorsprüngen angeordnet, zwischen denen sich Lücken 7 befinden. In diese Lücken 7 können den Klauen 6 entsprechend geformte Gegen­ stücke eingreifen, die z. B. zu einem Antrieb gehören, der in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist. Der Innenring kann aber auch in einer anderen Form, z. B. Keilnut oder Flansch zur Drehmomentübertragung ausgeführt sein.
Der Außenring 5 ist an seinem Umfang mit Zähnen 8 versehen für eine gute Kraftübertragung z. B. auf ein Zahnrad oder auf einen Riemen, der auf dem Umfang des Außenringes 5 aufliegt und als Abtrieb dient. Der Außenring 5 kann z. B. auch als Flansch ausgebildet sein.
Innenring 2 und Außenring 5 bestehen aus einem harten, festen Werkstoff, insb. aus einem hartem Kunststoff. Alternativ kön­ nen sie jedoch auch aus Metall gefertigt sein.
Der Innenring 2 ist fest mit einer Scheibe 9 aus einem Elas­ tomer verbunden, die ihn ringförmig umhüllt. Die Verbindung zwischen Elastomerscheibe 9 und Innenring 2 kann durch Vul­ kanisation erfolgen. Die Elastomerscheibe 9 übernimmt die Aufgabe eines Stoß- und Schwingungsdämpfers, wobei sie sowohl Torsionsschwingungen als auch transversale Schwingungen auf­ nehmen kann.
Die Elastomerscheibe 9 ist ihrerseits von einem Ring 10 um­ hüllt und fest mit ihm verbunden, wobei die Verbindung wied­ erum durch Vulkanisation zustande kommen kann. Innenring 2, Elastomerscheibe 9 und Ring 10 bilden somit eine Einheit aus fest miteinander verbundenen Teilen.
Der Ring 10 hat außen eine Vielzahl von radial abstehenden Vorsprünge 11, wobei in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zwölf Vorsprünge 11 gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Durch die Vorsprünge 11 wird die Ver­ bindung mit dem Außenring 5 hergestellt. Die Vorsprünge 11 haben Kanten 12, die sich jeweils in der radial äußersten Po­ sition an den Vorsprüngen befinden. Die Kanten 12 greifen in Nuten 13 auf der Innenseite des Außenringes 5 ein. Die Nuten 13 sind in gleicher Anzahl und entsprechender Position am Außenring angeordnet wie die Vorsprünge 11 am Ring 10. Kanten 11 und Nuten 13 verlaufen gerade und in Richtung der Dreh­ achse der Kupplung 1. Der Ring 10 übernimmt die Aufgabe einer Drehmomentendämpfung. Zur Einstellung der gewünschten Dämp­ fung kann der Ring 10 auch Freiräume aufweisen.
Vorsprünge 11 und Ring 10 gehen einstückig ineinander über. Sie bestehen aus einem Kunststoff, der elastisch, jedoch härter ist als die Elastomerscheibe 9.
Die einzelnen Vorsprünge 11 sind durch Nuten 14 voneinander getrennt, die sich zu ihrem Grund hin etwas erweitern. Die Vorsprünge 11 erhalten dadurch im Querschnitt gesehen jeweils die Form von Fünfecken, die an ihrer Basis in den Ring 10 übergehen. Die Erstreckung der Vorsprünge 11 ist, bezogen auf den Ring 10, in Umfangsrichtung größer als in radialer Rich­ tung. Die Vorsprünge 11 weisen Durchbrechungen 16 auf, die eine etwa rautenförmige Gestalt haben, wobei die Erstreckung der Durchbrechungen 16 tangential zum Ring 10 größer ist als radial. Der radial äußere Teil eines Vorsprunges ist 11 somit eine Art Dach, das in radialer Richtung elastisch verformbar ist.
Die Kanten 12 sind wulstartig vorgewölbt und etwas abgerun­ det. Die Nuten 13 haben schräg zur Radialen verlaufende Seitenwände 15. Im Normalbetrieb der Kupplung erfolgt die Kraftübertragung zwischen den Kanten 12 und den Nuten 13. Wenn das Drehmoment einen bestimmten Grenzwert übeschreitet, heben sich die Seitenwänden 15 der Nuten 13 über die Kanten 12 hinweg, und die Vorsprünge 11 werden zusammengedrückt werden. Schließlich treten die Kanten vollständig aus den Nuten 13 aus und rutschen auf der Innenfläche 17 des Außen­ ringes 5, wobei kein Drehmoment übertragen wird. Der innere Teil der Kupplung, bestehend aus Ring 10, Elastomerscheibe 9 und Innenring 2 kann sich relativ zum Außenring 5 drehen, bis die Kanten 12 erneut in die Nuten 13 eingreifen und eine Übertragung eines Drehmomentes wieder möglich ist.

Claims (11)

1. Kupplung zur Überlastsicherung und Schwingungsdämpfung bei der Übertragung eines Drehmomentes zwischen zwei koaxial zu­ einander angeordneten Elementen, vorzugsweise für den Einsatz bei Gurtstraffer- und Fensterheberantrieben in Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste zur Übertragung eines Drehmomentes vorgesehene Element einen Ring (5) aufweist, innerhalb dessen ein elastisch nachgiebiges Kraftübertra­ gungsglied (10) koaxial angeordnet ist, das mit mehreren Vor­ sprüngen (11) in Nuten (13) auf der Innenseite des äußeren Ringes (5) eingreift und über Elastomerkörper (9) mit dem zweiten zur Übertragung eines Drehmomentes vorgesehenen Ele­ ment (6) verbunden ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsglied (10) ringförmig ausgebildet ist und einen Elastomerkörper (9) umschließt, der das zweite Element ringförmig umschließt.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsglied mit Vorspannung in den Ring (5) einge­ setzt ist.
4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsglied (10) aus Kunststoff besteht.
5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsglied (10) mindestens drei, vorzugsweise zwölf Vorsprünge (11) hat.
6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung (11) eine vorstehende Kante (12) zum Eingriff in die Nut (13) auf der Innenseite des Ringes (5) hat, wobei das Kraftübertragungsglied (10) an diesen Kanten (12) jeweils seinen maximalen auf die Kupplung bezogenen Radius aufweist, und wobei jeder Vorsprung vorzugsweise eine in etwa dreieckige, rautenförmige oder fünfeckige Form aufweist.
7. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge hohl sind.
8. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (9) mit dem zweiten zur Einleitung von Drehmomenten dienenden Element (2) und mit dem Kraftübertra­ gungsglied (10) durch Vulkanisation festhaftend verbunden ist.
9. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Einleitung von Drehmomenten dienenden Elemente (2, 5) aus Kunststoff bestehen.
10. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite der Einleitung von Drehmomenmten dienende Element eine Welle ist.
11. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite der Einleitung von Drehmomenmten dienende Element eine Klauenkupplung (6) ist.
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