DE102004029989A1

DE102004029989A1 - Flexible Wellenkupplung

Info

Publication number: DE102004029989A1
Application number: DE102004029989A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pfeffer
Original assignee: WULF GAERTNER AUTOPARTS AG
Current assignee: WULF GAERTNER AUTOPARTS AG
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2006-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine flexible Wellenkupplung (1) insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die flexible Wellenkupplung (1) einen ersten (3) und einen zweiten Flansch (4) aufweist, die jeweils mit einer Welle (2, 5) verbunden sind und mehrere Flanschöffnungen (6, 7) aufweisen, wobei die Flanschöffnungen (6) des ersten Flansches (3) zu den Flanschöffnungen (7) des zweiten Flansches (4) in einem Winkel versetzt positioniert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Wellenkupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem ersten und einem zweiten Flansch, die jeweils mit einer Welle verbunden sind und mehrere Flanschöffnungen aufweisen, wobei die Flanschöffnungen des ersten Flansches zu den Flanschöffnungen des zweiten Flansches in einem Winkel versetzt positioniert sind, und mit einem elastomeren Gelenkkörper, der zwischen den Flanschen angeordnet ist und mehrere zylindrische Buchsen aufweist, die um eine Drehachse SAM:av angeordnet sind. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen Gelenkkörper für eine flexible Wellenkupplung.
Derartige Wellenkupplungen sind allgemein bekannt und werden beispielsweise durch drehelastische Wellenkupplungen nach DIN 740, insbesondere Gelenkscheibenkupplungen gebildet. Bei diesen Kupplungen sind Krafteinleitungs- und Kraftausleitungselemente auf einem Teilkreis zentrisch angeordnet, wobei die Krafteinleitungs- und Kraftausleitungselemente vollständig von einem Gelenkkörper aus elastomerem Werkstoff umhüllt sind. Hierbei ist allerdings zu beachten, dass die vorbekannten Wellenkupplungen wenig zufriedenstellende Dämpfungseigenschaften aufweisen.

Derartige flexible Wellenkupplungen sind seit mehreren Jahrzehnten bekannt und im Antriebsstrang vieler Kraftfahrzeuge vorhanden. Die Gelenkkörper bestehen im Wesentlichen aus Gummi, in das Buchsen einvulkanisiert sind. Um die Belastbarkeit der Gelenkkörper zu erhöhen, sind die Buchsen paarweise durch Schlingeneinheiten miteinander verbunden, die ebenfalls in den Gummi des Gelenkkörpers eingebettet sind. Die DE 195 31 201 A1 offenbart beispielsweise ein schwingungsgedämpftes torsionselastisches Wellengelenk (flexible Wellenkupplung), bei dem zwischen zwei zum Befestigen an je einer Welle ausgebildeten Flanschen ein Gelenkkörper angeordnet ist, der in Winkelabständen mittels Gewindebolzen abwechselnd an dem einen und dem anderen Flansch befestigt ist. Die Gewindebolzen erstrecken sich achsparallel durch je eine in dem Gelenkkörper eingebettete Buchse hindurch. Die Buchsen sind paarweise von Schlingeneinheiten umschlungen, die in dem im übrigen aus Elastomermaterial bestehenden Gelenkkörper eingebettet sind. Die im Betrieb auftretenden, über den Gelenkkörper von einem Flansch zum anderen übertragenden Kräfte und Momente werden zu wesentlichen Teilen über die Schlingeneinheiten von je einer Buchse auf die benachbarte geleitet, so dass das elastomere Material des Gelenkkörpers vor Überlastungen weitgehend geschützt ist.

Dennoch wird gelegentlich festgestellt, dass ein Gelenkkörper die üblicherweise von ihm zu erwartende Überlebensdauer nicht erreicht, da dieser durch Risse im elastomeren Material, die beispielsweise von den Buchsen ausgehen, vorzeitig zerstört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden, insbesondere eine flexible Wellenkupplung zu schaffen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist, wobei gleichzeitig hohe mechanische und thermische Belastungen aufgenommen werden können, ohne dass es zu einer vorzeitigen Zerstörung der Kupplung kommt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine flexible Wellenkupplung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.

Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die flexible Wellenkupplung mindestens eine aus einem Aramid-Fasern aufweisenden Werkstoff bestehende Schlingeneinheit aufweist, die mindestens zwei Buchsen umschlingt. Hierbei kann es sich lediglich um eine Schlingeneinheit, die alle Buchsen der Wellenkupplung umschlingt, oder um mehrere einzelne Schlingeneinheiten handeln, die beispielsweise zwei benachbarte Buchsen umfassen. Vorzugsweise sind die benachbarten Schlingeneinheiten im Wesentlichen berührungslos zueinander angeordnet. Des Weiteren umfasst die flexible Wellenkupplung Befestigungselemente, die jeweils durch eine Buchse und durch eine Flanschöffnung des ersten oder des zweiten Flansches sich erstrecken. Die entstehenden Kräfte und Momente können vom ersten und zweiten Flansch zuverlässig übertragen werden, ohne dass eine Zerstörung der flexiblen Wellenkupplung, insbesondere des elastomeren Gelenkkörpers, entsteht. Dieses wird unter anderem dadurch erreicht, dass die Schlingeneinheiten die zu übertragenden Kräfte und Momente zuverlässig aufnehmen und von einer Buchse auf die benachbarten Buchsen leiten. Durch die Ausgestaltung der Schlingeneinheiten mit Aramid- Fasern kann ein großer Betrag an Kräften und Momenten von einem Flansch zum anderen Flansch übertragen werden, ohne das die Wellenkupplung – insbesondere der Gelenkkörper – aufgrund der hohen mechanischen Beanspruchung zerstört wird. Besonders von Vorteil ist, dass die benachbarten Schlingeneinheiten im Wesentlichen berührungslos zueinander angeordnet sind, das bedeutet, dass jede einzelne Schlingeneinheit zu der benachbart angeordneten Schlingeneinheit einen bestimmten Abstand aufweist. Während des Betriebes des Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges bewegen sich je nach Belastungsfall die einzelnen Schlingeneinheiten. Aufgrund des Abstandes zwischen den Schlingeneinheiten entstehen keine Berührungspunkte beziehungsweise Berührungsflächen, welches nachteiligerweise eine Reibung mit einem Materialabtrag an den Schlingeneinheiten zur Folge hätte. Da die jeweiligen Schlingeneinheiten im elastomeren Gelenkkörper eingebettet sind, wird ein Verschleiß der Schlingeneinheiten während des Betriebes der flexiblen Kupplung weitestgehend vermieden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Buchse an einer ersten dem ersten Flansch zugewandten Seite und an einer dem zweiten Flansch zugewandten zweiten Seite jeweils ein Kragenelement auf. Dieses Kragenelement ist zweckmäßigerweise an der Mantelfläche der Buchse angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen radial zur zylindrischen Buchse nach Außen.

In einer alternativen Ausführungsform der flexiblen Wellenkupplung kann das Kragenelement einstückig mit der Buchse verbunden sein. Die Buchse kann beispielsweise aus einem Kunststoff oder aus einem Metall oder aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Beispielsweise kann die Buchse mit dem zugehörigen Kragenelement aus einem Spritzgussteil aus Kunststoff, insbesondere Polyamid, bestehen. Die Buchse kann selbstverständlich aus einem Stahl oder einem anderen metallischen Material bestehen. Um eine weitestgehend verschleißfreie Wellenkupplung zu schaffen, bietet es sich an, die Buchse aus einem reibungsarmen und verschleißbeständigen Werkstoff, vorzugsweise aus einer Keramik, auszubilden. Die während des Betriebes der Wellenkupplung auftretenden hohen Kräfte und Momente an der Kontaktfläche zwischen den Schlingeneinheiten und der jeweiligen Buchse lassen einen Verschleiß aufgrund der keramischen Mantelfläche nicht entstehen.

Um die Schlingeneinheiten mit einem geringen Materialaufwand für das Vulkanisieren des Gelenkkörpers mit dem elastomeren Werkstoff axial bezüglich der zylindrischen Buchse zu fixieren, dienen die erfindungsgemäßen Kragenelemente. Die an den Buchsen anliegenden Schlingeneinheiten können während des Vulkanisierungsvorganges sich nicht von der Mantelfläche der Buchse lösen, da die Kragenelemente an der ersten und der zweiten Seite der Buchse vorsprungartig ausgebildet sind. Hierbei kann das Kragenelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Buchse verbunden sein. In einer möglichen Ausführungsform ist das Kragenelement ringförmig ausgebildet und kann zum Beispiel auf die Buchse aufgepresst sein. In einer weiteren Alternative der Erfindung kann das Kragenelement einstückig mit der Buchse verbunden sein.

Zweckmäßigerweise weist die Schlingeneinheit eine Vielzahl an Wicklungen aus mindestens einem Aramid-Faden auf, wobei ein Aramid-Faden eine Vielzahl an Aramid-Fasern umfasst. In einer möglichen Ausführungsform können die Aramid-Fasern miteinander versponnen werden, wodurch ein Aramid-Faden entsteht. Der Aramid-Faden kann selbstverständlich weitere Materialkomponenten mit umfassen. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Schlingeneinheit aus einem einzigen Aramid-Faden mit mehreren Wicklungen gebildet sein. Es ist selbstverständlich möglich, dass mehrere Aramid-Fäden mit einer bestimmten Anzahl an Wicklungen eine Schlingeneinheit bilden. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die Schlingeneinheit im ungespannten Zustand an den Buchsen anliegt. In diesem Fall kann die Schlingeneinheit eine im wesentlichen ovaler Form einnehmen. In einer weiteren Alternative ist es vorteilhaft, dass die Schlingeneinheit im gespannten Zustand an den Buchsen anliegt. Hierbei kann die Schlingeneinheit eine Vorspannung aufweisen, die im wesentlichen zwischen 50N und 500N beträgt. Um eine zuverlässig gepackte Schlingeneinheit beim Wickeln der Aramid-Fäden sicherzustellen, ist eine derartige Vorspannkraft vorteilhaft. Diese eng aneinander gewickelten Aramid-Fäden werden zweckmäßigerweise mit einem Kunststoff, vorzugsweise einem Gummi, auch zwischen den einzelnen Aramid-Fäden, zu einer Schlingeneinheit vulkanisiert. Diese Schlingeneinheit hat den Vorteil, dass die auf die Wellenkupplung wirkende Kraft gleichmäßig von tendenziell überbelasteten Einzelfäden auf den gesamten Querschnitt der Schlingeneinheit (Schlingenpaket) verteilt werden. Eine Überbeanspruchung der einzelnen Fäden kann vermieden werden, wodurch sich die Lebensdauer des Bauteils wesentlich erhöht. Um eine zufriedenstellende Verbindung zwischen dem Gummi und den Aramid-Fäden zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, ein Medium einzusetzen, welches eine Haftvermittlung begünstigt. Je nach Anwendungsfall und Einsatzbedingungen der erfindungsgemäßen Wellenkupplung kann diese Vorspannkraft selbstverständlich ebenfalls außerhalb dieses angegebenen Bereiches der Vorspannkraft liegen.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Wellenkupplung kann der Aramid-Faden mit einem Material beschichtet sein, das einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist. Beispielsweise ist als Beschichtungsmaterial Teflon denkbar, welches mit einer geringen Schichtdicke (μm-Bereich) auf den Aramid-Faden aufgetragen wird. Die Auftragung der Teflonschicht kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Faden durch eine Teflon-Lösung geführt und anschließend mittels UV-Strahlungen ausgehärtet werden.

Erfindungsgemäß kann die Wellenkupplung mehrere Schlingeneinheiten umfassen, die eine unterschiedliche Anzahl an Aramid-Faden-Wicklungen aufweisen. Da die Wellenkupplung im Antriebsstrang durch den Vorwärts- und den Rückwärtsgang unterschiedlich stark aufgrund der wirkenden Kräfte beansprucht wird, bietet es sich an, die einzelnen Schlingeneinheiten bezüglich ihrer Wicklung unterschiedlich auszugestalten. Da der Vorwärtsgang in der Regel stärker beansprucht wird als der Rückwärtsgang, weisen die für den Vorwärtsgang verantwortlichen Schlingeneinheiten eine größere Anzahl an Wicklungen auf als die Schlingeneinheiten, die die Kräfte während des Betriebes im Rückwärtsgang aufnehmen. Vorzugsweise weisen die Schlingeneinheiten für den Vorwärtsgang ungefähr 100 Wicklungen und die Schlingeneinheiten für den Rückwärtsgang circa 25 Wicklungen auf. Damit beim Werker keine Montagefehler entstehen, ist es vorteilhaft, die Gelenkscheibe beispielsweise durch eine Markierung auszugestalten, die Auskunft darüber gibt, in welcher Position die Gelenkscheibe in der Wellenkupplung positioniert werden muss. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung können die Buchsen unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so dass die Gelenkscheibe nur in bestimmten Winkelstellungen an der Wellenkupplung mittels der Befestigungselemente angeordnet werden kann. Bei dieser Ausführungsform können Montagefehler ausgeschlossen werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Buchse an ihrer Mantelfläche zwei Aufnahmebereiche, an der jeweils eine Schlingeneinheit anliegt. Hierbei sind die Aufnahmebereiche derart ausgestaltet, dass die Schlingeneinheiten an der Mantelfläche der Buchse zuverlässig aufgenommen werden können. Zweckmäßigerweise weisen die Aufnahmebereiche einen Abstand zueinander auf, wobei die Aufnahmebereiche durch die Kragenelemente an einer Seite begrenzt sind.

Zweckmäßigerweise weist der Aufnahmebereich eine konvexe Form auf. Durch eine derartige zumindest teilweise kreisbogenförmige Ausgestaltung des Aufnahmebereiches wird ein sicherer Halt der Schlingeneinheit an der Buchse erzielt. Von Vorteil ist, wenn die Schlingeneinheit der Kontur des Aufnahmebereiches angepasst ist. Bei dieser Ausführungsalternative ist die Schlingeneinheit in dem als Rille ausgebildeten Aufnahmebereich angeordnet und geometrisch der Rille derart angepasst, dass während des Betriebes der Wellenkupplung ein Verschleiß – insbesondere bei der Schlingeneinheit und bei der Buchse – gering gehalten wird. Des Weiteren können durch eine derartige Ausgestaltung die wirkenden Kräfte und Momente zuverlässig von der einen zu der benachbarten Buchse über die Schlingeneinheit übertragen werden. Eventuell auftretende stoßartige Zugbelastungen der Schlingeneinheiten können ebenfalls durch die flexible Wellenkupplung gut aufgenommen werden, ohne eine Schädigung einzelner Bauteile der Wellenkupplung zu verursachen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schlingeneinheit einen der Mantelfläche der Buchse zugewandten Innenbereich und einen der Buchse abgewandten Außenbereich, wobei die Konzentration der Aramid-Fasern im Innenbereich größer ist als die Konzentration im Außenbereich. Vorzugsweise bestehen hierbei die Schlingeneinheiten aus einzelnen Fasern, die beispielsweise endlosfaser-verstärkten Kunststoff aufweisen können. Da insbesondere an der Kontaktfläche zwischen der Schlingeneinheit und der Buchse große Kräfte und Momente wirken, verbessert die Aramid-Faser in diesem Bereich besonders die Lebensdauer der Wellenkupplung. Hierbei dient die Aramid-Faser als Verstärkungsmaterial mit einem hohen Dehnungswiderstand, einer großen Festigkeit und einer großen Biegsamkeit.

Vorteilhafterweise weist der Gelenkkörper die Form einer Scheibe auf. Mittig ist eine Öffnung als Drehachse angeordnet. Um die Drehachse sind mehrere Buchsen, die in einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet sind, positioniert, die vorzugsweise zu den benachbarten Buchsen den gleichen Abstand aufweisen. Beispielsweise kann der Gelenkkörper vier oder sechs Buchsen aufweisen. In einer anderen Ausführungsform sind selbstverständlich auch mehr als sechs Buchsen denkbar.

Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Gelenkkörper nach dem Anspruch 18 vorgeschlagen. Der Gelenkkörper weist hierbei mehrere zylindrische, um eine Drehachse angeordnete Buchsen auf, durch die Befestigungselemente durchragbar sind, wobei mindestens eine Schlingeneinheit, die aus einem Aramid-Fasern aufweisenden Werkstoff besteht, mindestens zwei Buchsen umschlingt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1 einen Antriebsstrang mit einer flexiblen Wellenkupplung,
2 eine Schnittansicht eines Gelenkkörpers,
3 eine Schnittansicht des Gelenkkörpers gemäß Schnittlinie III-III gemäß 2,
4 eine vergrößerte Teilansicht des Gelenkkörpers aus 3,
5 eine weitere Ausführungsform des Gelenkkörpers mit konvexer Schlingenpaketführung,
6 eine vergrößerte Teilansicht des Gelenkkörpers aus 5,
7 eine alternative Ausführungsform des Gelenkkörpers mit sich kreuzenden Schlingenpaketen und
8 eine Schnittansicht des Gelenkkörpers gemäß Schnittlinie VII-VII gemäß 7.
1 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer ersten 2 und einer zweiten Welle 5 zur Kraftübertragung vom Getriebe zur Hinterachse des Kraftfahrzeuges. Mittig ist eine Wellenkupplung 1 angeordnet mit einem elastomeren Gelenkkörper 8 als sogenannten Scheibengelenk. Die Wellenkupplung 1 weist einen ersten 3 und einen zweiten Flansch 4 auf, die jeweils mit den Wellen 2, 5 verbunden sind. Der erste und der zweite Flansch 3, 4 weisen des Weiteren mehrere Flanschöffnungen 6, 7 auf, wobei die Flanschöffnungen 6 des ersten Flansches 3 zu den Flanschöffnungen 7 des zweiten Flansches 4 in einem Winkel versetzt positioniert sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die Flansche 3, 4 als eine Art Dreifingerflansche ausgebildet, wobei die Finger der Flansche 3, 4 gegenseitig auf Lücke angeordnet sind. Zwischen den Flanschen 3, 4 ist der elastomere Gelenkkörper 8 positioniert, der sechs zylindrische Buchsen 9 aufweist, welches in den 2 bis 8 dargestellt ist. Hierbei sind die Buchsen 9 um eine Drehachse 10 auf einem gemeinsamen Teilkreis 11 angeordnet. Die Buchsen 9 können alternativ – auf alle Ausführungsalternativen bezogen – selbstverständlich versetzt (auf keinem gemeinsamen Teilkreis) zueinander positioniert sein.
Des Weiteren ist gemäß 1 zu erkennen, dass die flexible Wellenkupplung 1 Befestigungselemente 12 in Form von Schraubverbindungen 12 aufweist, die jeweils durch eine Buchse 9 und durch eine Flanschöffnung 6, 7 des ersten 3 oder des zweiten Flansches 4 sich erstrecken.
Die einzelnen Buchsen 9 sind untereinander durch Schlingeneinheiten 13 miteinander verbunden. Hierbei umschlingt jede Schlingeneinheit 13 jeweils zwei benachbarte Buchsen 9. Wie besonders die 3 bis 6 und 8 verdeutlichen, weist jede Buchse 9 eine obere und eine untere Schlingeneinheit 13 auf. Hierbei sind die benachbarten Schlingeneinheiten 13 derart angeordnet, dass sie im Wesentlichen berührungslos zueinander innerhalb des Gelenkkörpers 8 verlaufen. Die Schlingeneinheiten 13 weisen vorteilhafterweise Aramid-Fasern auf, wodurch hohe Gebrauchswerteigenschaften der flexiblen Wellenkupplung 1 erzielt werden können. Somit weist die Schlingeneinheit 13 gute dynamische Eigenschaften bei einem geringen Gewicht auf, welches sich positiv auf die Lebensdauer der flexiblen (elastischen) Wellenkupplung 1 auswirkt. Die Schlingeneinheit 13 besteht hierbei aus einem Fasergeflecht, welches zuverlässig die während des Betriebes der Wellenkupplung 1 auftretenden Kräfte und Drehmomente von der ersten 3 auf die zweite Flansch 4 übertragen kann. Vorzugsweise weist jede Schlingeneinheit 13 eine hohe Reißfestigkeit (200-450 Kp/mm²) auf sowie eine geringe Dehnung von circa ein bis sieben Prozent.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist jede Schlingeneinheit 13 eine Vielzahl an Wicklungen eines Aramid-Fadens auf, wobei jeder Aramid-Faden eine Vielzahl an Aramid-Fasern umfasst. 4 und 6 verdeutlichen besonders, dass die Schlingeneinheit 13 aus mehren Aramid-Faden-Wicklungen besteht.
Die Buchse 9, die in den dargestellten Ausführungsbeispielen aus einem Metall besteht, weist an einer ersten dem ersten Flansch 3 zugewandten Seite 14 und an einer dem zweiten Flansch 4 zugewandten Seite 15 jeweils ein Kragenelement 16 auf. Dieses Kragenelement 16 besteht ebenfalls aus einem metallischen Material. Damit während des Vulkanisierens des Gelenkkörpers 8 die Schlingeneinheiten 13 von den Buchsen 9 sich nicht lösen, dienen die Kragenelemente 16 als eine Art Fixierungselement.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Buchse 9 an ihrer Mantelfläche 2 Aufnahmebereiche 17 aufweist, an denen jeweils eine Schlingeneinheit 13 anliegt. Die Aufnahmebereiche 17 sind hierbei voneinander beabstandet. Wie 3, 4 verdeutlichen, ist die obere Schlingeneinheit 13 im oberen Aufnahmebereich 17 und die untere Schlingeneinheit 13 im unteren Aufnahmebereich 17 angeordnet. Damit es während des Betriebes der Wellenkupplung 1 nicht zu unnötigen Verschleißerscheinungen an den Schlingeneinheiten 13 kommt, weisen diese einen Abstand zueinander auf.
Die Aufnahmebereiche 17 können in einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit gemäß 5 und 6 als eine Art Rille ausgebildet sein, die eine konvexe Form aufweist. Der an der Mantelfläche der Buchse 9 anliegende Innenbereich 18 der Schlingeneinheit 13 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kontur des Aufnahmebereiches 17 angepasst. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass ein Verschleiß an der Kontaktfläche zwischen der Buchse 9 und der Schlingeneinheit 13 minimiert werden kann.
Ein besonderer Vorteil einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung kann sein, dass die Schlingeneinheit 13 einen der Mantelfläche der Buchse 9 zugewandten Innenbereich 18 und einen der Buchse 9 abgewandten Außenbereiche 19 umfasst, wobei die Konzentration der Aramid-Fasern im Innenbereich 18 größer ist als die Konzentration im Außenbereich 19. Eine derartige Ausgestaltung bewirkt eine Erhöhung der Lebensdauer der flexiblen Wellenkupplung 1, insbesondere des Gelenkkörpers 8, der in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise als Scheibe ausgebildet sein kann.
Gemäß 7 und 8 ist eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Schlingeneinheiten 13 über Kreuz mit den benachbarten Buchsen 9 in Kontakt stehen.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen liegen die Schlingeneinheiten 13 im gespannten Zustand an den Buchsen 9 an. Hierbei weisen die Schlingeneinheiten 13 eine Vorspannung auf, die zwischen 100N und 200N beträgt. Die Schlingeneinheiten 13 können selbstverständlich auch ohne Vorspannung an den Buchsen 9 anliegen. Des Weiteren ist es möglich, dass lediglich eine einzige Schlingeneinheit 13 alle im Gelenkkörper 8 angeordneten Buchsen 9 umschlingt. Ebenfalls ist es denkbar, dass eine Schlingeneinheit 13 gleichzeitig mehr als zwei Buchsen 9 an der Mantelfläche umfasst.
In einer weiteren Alternative kann es von Vorteil sein, Schlingeneinheiten 13 mit einer unterschiedlichen Anzahl an Aramid-Faden-Wicklungen zu verwenden. Beispielsweise können die kurzgestrichelten Schlingeneinheiten 13 in 2 und 7 eine große Anzahl an Wicklungen und die langgestrichelten Schlingeneinheiten 13 eine kleine Anzahl an Wicklungen aufweisen.

1: Wellenkupplung
2: Welle
3: erster Flansch
4: zweiter Flansch
5: Welle
6: Flanschöffnung (des ersten Flansches)
7: Flanschöffnung (des zweiten Flansches)
8: Gelenkkörper
9: Buchse
10: Drehachse
11: Teilkreis
12: Befestigungselement
13: Schlingeneinheit
14: erste Seite des Gelenkkörpers
15: zweite Seite des Gelenkkörpers
16: Kragenelement
17: Aufnahmebereich
18: Innenbereich (Schlingeneinheit)
19: Außenbereich (Schlingeneinheit)

Claims

Flexible Wellenkupplung (1), insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem ersten (3) und einem zweiten Flansch (4), die jeweils mit einer Welle (2, 5) verbunden sind und mehrere Flanschöffnungen (6, 7) aufweisen, wobei die Flanschöffnungen (6) des ersten Flansches (3) zu den Flanschöffnungen (7) des zweiten Flansches (4) in einem Winkel versetzt positioniert sind, mit einem elastomeren Gelenkkörper (8), der zwischen den Flanschen (3, 4) angeordnet ist und mehrere zylindrische, um eine Drehachse (10) angeordneten Buchsen (9) aufweist, mit Befestigungselementen (12), die jeweils durch eine Buchse (9) und durch eine Flanschöffnung (6, 7) des ersten (3) oder des zweiten Flansches (4) sich erstrecken, und mit mindestens einer mit aus einem Aramid-Fasern aufweisenden Werkstoff bestehenden Schlingeneinheit (13), die mindestens zwei Buchsen (9) umschlingt.
Flexible Wellenkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (9) an einer ersten dem ersten Flansch (3) zugewandten Seite (14) und an einer dem zweiten Flansch (4) zugewandten zweiten Seite (15) jeweils ein Kragenelement (16) aufweist.
Flexible Wellenkupplung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kragenelement (16) einstückig mit der Buchse (9) verbunden ist.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Schlingeneinheiten (13) berührungslos zueinander angeordnet sind.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Buchsen (9) auf einem gemeinsamen Teilkreis (11) angeordnet sind.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingeneinheit (13) eine Vielzahl an Wicklungen aus mindestens einem Aramid-Faden aufweist, wobei ein Aramid-Faden eine Vielzahl an Aramid-Fasern umfasst.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingeneinheit (13) im ungespannten oder im gespannten Zustand an den Buchsen (9) anliegt.
Flexible Wellenkupplung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingeneinheit (13) eine Vorspannung aufweist, die im wesentlichen zwischen 50N und 500N liegt.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aramid-Faden mit einem Material beschichtet ist, das einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist.
Flexible Wellenkupplung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial Teflon umfasst.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkkörper (8) mehrere Schlingeneinheiten (13) aufweist, die eine unterschiedliche Anzahl an Wicklungen umfassen.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (9) aus einen Kunststoff oder aus einem Metall oder aus einem keramischen Werkstoff besteht.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (9) an ihrer Mantelfläche zwei Aufnahmebereiche (17) umfasst, an denen jeweils eine Schlingeneinheit (13) anliegt.
Flexible Wellenkupplung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (17) eine konvexe Form aufweist.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingeneinheit (13) einen der Mantelfläche der Buchse (9) zugewandten Innenbereich (18) und einen der Buchse (9) abgewandten Außenbereich (19) umfasst, wobei die Konzentration der Aramid-Fasern im Innenbereich (18) größer ist als die Konzentration im Außenbereich (19).
Flexible Wellenkupplung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Mantelfläche der Buchse (9) anliegende Innenbereich (18) der Schlingeneinheit (13) der Kontur des Aufnahmebereiches (17) angepasst ist.
Flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkkörper (8) die Form einer Scheibe aufweist.
Gelenkkörper (8) für eine flexible Wellenkupplung (1) mit den Merkmalen nach einem der genannten Ansprüche.
Kraftfahrzeug mit einer flexible Wellenkupplung (1) nach einem der genannten Ansprüche.