DE102004044292A1

DE102004044292A1 - Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten

Info

Publication number: DE102004044292A1
Application number: DE200410044292
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kirschey
Original assignee: Centa Antriebe Kirschey GmbH
Current assignee: Centa Antriebe Kirschey GmbH
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-30

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist unter anderem eine Vorrichtung (10) zur Übertragung von Drehmomenten von einem ersten Maschinenteil, z. B. von einem Schwungrad eines Motors, auf ein zweites, als Welle ausgebildetes Maschinenteil, z. B. zum Antreiben einer hydrostatischen Pumpe, mit radial außen angeordneten Befestigungsbereichen (11a, 11b, 11c), die der Festlegung an dem ersten Maschinenteil dienen, und mit einer radial innen angeordneten Nabe (12), die nach innen gerichtete Vorsprünge (18, 18a, 18b, 18c) aufweist, wobei die Welle in die Nabe in Folge einer axialen Steckbewegung einsetzbar ist und wobei an der Welle radial nach außen gerichtete komplementäre Vorsprünge angeordnet sind, die mit den nabenseitigen Vorsprüngen zur Erzielung eines Drehschlusses in Eigriff bringbar sind. DOLLAR A Die Besonderheit besteht darin, dass die Befestigungsbereiche (11a, 11b, 11c) und die Nabe (12) gemeinsam von einem einzigen Kunststoff-Spritzgussteil gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten von einem ersten Maschinenteil, z.B. von einem Schwungrad eines Motors, auf ein zweites, als Welle ausgebildetes Maschinenteil, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt und weit verbreitet. Man bezeichnet derartige Vorrichtungen zur Drehmomentübertragung im weitesten Sinne auch als Kupplungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft Kupplungen, die im Wesentlichen drehsteif, also nahezu drehstarr ausgebildet sind. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen nur geringe Trägheitsmassen angetrieben werden. Das zweite Maschinenteil ist dabei typischerweise als metallische Welle aus gebildet und dient dem Antrieb einer Hydraulikpumpe oder einem anderen Aggregat mit einer geringen Trägheitsmasse.
Eine gattungsgemäße Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist beispielsweise aus der DE 102 11 484 A1 der Anmelderin bekannt. Hier sind besondere Parallellenker vorgesehen, die den dort als Flansch bezeichneten, radial äußeren Bereich mit einem radial innen liegenden Bereich, der dort als Nabe bezeichnet wird, verbinden. Bereits an dieser Stelle sei angemerkt, dass der Begriff Nabe im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung unterschiedlich zu dem in der vorgenannten Druckschrift als Nabe bezeichneten Bereich verwendet wird. Dort ist der radial innere Bereich mit einer zentralen Bohrung versehen, in die hinein eine Stahlhülse eingepresst oder eingegossen werden kann, um eine nicht dargestellte Welle anzuschließen. Die Stahlhülse kann z.B. eine axiale Innenverzahnung aufweisen, die mit einer entsprechenden axialen Außenverzahnung der Welle korrespondieren kann. Die Stahlhülle stellt dabei eine Nabe im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung dar.
Eine weitere, gattungsgemäße Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist durch eine offenkundige Vorbenutzung der Anmelderin bekannt geworden. Es handelt sich hier um eine Centaflex-Kupplung der Baureihe K, die beispielsweise in einem Prospekt der Anmelderin „Die Centaflex-Kupplung in der Baureihe K" beschrieben ist. Hier sind radial außen angeordnete Befestigungsbereiche vorgesehen, die entlang einer Kreislinie, in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet sind. Die Befestigungsbereiche dienen der Aufnahme von eingegossenen Metallbuchsen, die von einer Befestigungsschraube durchsteckt werden können, um die Vorrichtung an dem Schwungrad eines Motors festzulegen. Ein radial innerer Bereich weist eine im Wesentlichen sternförmige, große belassene Öffnung auf, in die hinein eine metallische Nabe mit einer entsprechenden, im Wesentlichen sternförmigen Außenverzahnung einsetzbar ist. Die metallische Nabe weist eine Innenverzahnung auf, die mit einer Außenverzahnung einer metallischen Welle kooperiert. Zur Befestigung der Nabe an der Welle ist eine recht aufwändige Schraub-Klemm-Einrichtung vorgesehen. Erst nachdem die metalli sche Nabe an dem axialen Ende der metallischen Welle befestigt ist, wird die Nabe in die zentrale Öffnung der Vorrichtung eingesteckt. Eine axiale Sicherung der Nabe an der Vorrichtung erfolgt nicht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung hinsichtlich ihrer Konstruktion zu vereinfachen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbereiche und die Nabe gemeinsam von einem einzigen Kunststoff-Spritzgussteil gebildet sind.
Das Prinzip der Erfindung besteht somit im Wesentlichen darin, die Befestigungsbereiche und die Nabe gemeinsam einteilig und einstückig herzustellen. Die Nabe ist damit Bestandteil der Vorrichtung und relativ zu dem Befestigungsbereichen fest angeordnet. Die Zahl der Einzelteile wird damit gegenüber dem Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, deutlich reduziert.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellen die Befestigungsbereiche und die Nabe eine handhabbare Einheit dar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann unmittelbar an dem ersten Maschinenteil, insbesondere an dem Schwungrad, befestigt werden. Zur Verbindung mit dem zweiten Maschinenteil ist es lediglich noch erforderlich, die Welle durch Vornahme einer axialen Steckbewegung in die Nabe einzusetzen. Da die Nabe radial nach innen vorstehende Vorsprünge, also Zähne, Klauen od. dgl., aufweist, die mit den an der Welle angeordneten radial nach außen abstehenden Vorsprüngen komplementär in Eingriff bringbar sind und auf diese Weise ein Drehschluss, also eine drehfeste Verbindung zwischen Nabe und Welle erreichbar ist, und da bauraumbedingt eine axiale Befestigung der Welle an der Vorrichtung nicht erforderlich ist, wird die Montage deutlich vereinfacht.
Hinzuzufügen ist, dass die gattungsgemäßen Vorrichtungen grundsätzlich innerhalb eines nur geringen, zur Verfügung stehenden Bauraumes einbaubar sind. So wird die Vorrichtung typischerweise an der Schwungscheibe befestigt und ist innerhalb eines bis auf eine Durchstecköffnung für die Welle im Wesentlichen vollständig geschlossenen Gehäuses angeordnet. Das zweite Maschinenteil wird mit einem ersten Maschinenteil bei der ertindungsgemäßen Vorrichtung typischerweise dadurch gekoppelt, dass die Welle in die Nabe eingesteckt wird und eine Befestigung des zweiten Maschinenteils bzw. dessen Gehäuses ortsfest relativ zu dem Gehäuse des ersten Maschinenteiles erfolgt.
Dadurch, dass die Vorrichtung nunmehr einstückig als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet ist, besteht auch die Nabe selbst, einschließlich ihrer Vorsprünge, aus Kunststoff. Die aus Metall, typischerweise aus Stahl, bestehende Welle weist somit eine metallische Außenfläche auf, die mit der Innenseite der Nabe, die erfindungsgemäß von einem Kunststoffmaterial gebildet ist, in Kontakt kommt. Dies ist gegenüber dem Stand der Technik sehr vorteilhaft, da dort metallische Außenflächen der Welle metallische Innenflächen der Nabe kontaktierten. Durch derartige Kontaktierungen zweier Metallflächen kann aber ein sogenannter Passungsrost dort grundsätzlich nicht verhindert werden. Dies wird erst mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.
Als Befestigungsbereich im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung wird derjenige Werkstoffbereich der Vorrichtung bezeichnet, der einem metallischen Befestigungselement, beispielsweise einer Metallbuchse oder einer Bolzenschraube, unmittelbar benachbart ist und das Befestigungselement zumindest teilweise umgibt. Insbesondere wird als Befestigungsbereich der Vorrichtung ein im Wesentlichen zylindrischer, vorzugsweise kreiszylindrischer, oder hülsenartiger Werkstoffbereich nach Art eines Befestigungsauges mit einer zentralen Durchlassöffnung bezeichnet, der eine Aufnahmekammer ausbildet.
Als Befestigungsbereich der Vorrichtung im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung wird dabei ausschließlich derjenige Werkstoffbereich der Vorrichtung verstanden, der von einem Befestigungselement zumindest teilweise durchgreifbar oder durchsteckbar ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird mit ihrem Befestigungsbereich unmittelbar an das erste Maschinenteil, z.B. an einem Schwungrad, infolge einer Axialbewegung angesetzt und kann durch Einsetzen des Befestigungselementes in eine Öffnung des Befestigungsbereiches von einer dem ersten Maschinenteil abgewandten Seite des Befestigungsbereiches her unmittelbar an dem ersten Maschinenteil festgelegt werden. Weitere, zusätzliche Befestigungselemente sind daher nicht mehr erforderlich.
Als Befestigungselement in Sinne der vorliegenden Patentanmeldung wird dabei ein solches Befestigungsmittel bezeichnet, welches eine Spannfläche (z.B. Stirnseite 29 in 2) aufweist, die unmittelbar mit einer am zweiten Maschinenteil angeordneten Gegenspannfläche kooperiert. Das Befestigungselement besitzt darüber hinaus eine Angriffsfläche, z.B. einen Imbuskopf, für ein Werkzeug sowie ein zu dem ersten Maschinenteil hin gerichtetes Schraubgewinde, mit der es in eine im ersten Maschinenteil angeordnete Gewindebohrung einschraubbar ist. Die Verspannung wird durch einen Werkzeugangriff an dem dem ersten Maschinenteil abgewandten Ende des Befestigungselementes und durch eine dem Werkzeugangriff folgende Drehung des Befestigungselementes um seine Längsachse herum erreicht.
Dadurch, dass an dem Befestigungselement ein Halteelement, insbesondere ein Haltekragen, anordenbar ist, der einen Befestigungsbereich übergreifen kann, kann eine axiale Sicherung des Befestigungselementes an dem Befestigungsbereich erzielt werden. Der Haltekragen ist dabei vorzugsweise einstückig stoffschlüssig mit dem Befestigungselement ausgebildet. Bei einer verschlechterten Ausführungsform kann der Haltekragen auch von einem gesonderten Element, beispielsweise von einer Unterlegscheibe, gebildet sein.
Die Befestigungsbereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind beispielsweise nach Art von Befestigungsaugen ausgebildet und liegen entlang einer gemeinsamen Kreislinie. Die Zahl der Befestigungsbereiche oder Befestigungsaugen ist dabei im Prinzip beliebig und hängt z.B. von der Größe der Vorrichtung oder z.B. auch von der Größe der zu übertragenden Drehmomente ab. Beispielsweise sind drei, jeweils 120° umfangsversetzt angeordnete Befestigungsbereiche oder Befestigungsaugen vorstellbar. Vorteilhaft sind die Befestigungsbereiche äquidistant angeordnet.
Die Nabe und die Befestigungsbereiche sowie diejenigen Werkstoffbereiche der Vorrichtung, die die Nabe mit den Befestigungsbereichen verbinden, sind sämtlich aus einem einheitlichen Werkstoff, beispielsweise aus einem Kunststoff mit einem sehr hohen Anteil von Glasfasern, insbesondere von Kurzfasern, hergestellt. Auch die radial innen in der Nabe angeordneten Vorsprünge, die mit den komplementären Vorsprüngen an der Welle kooperieren, können Bestandteil des Kunststoff-Spritzgussteiles sein. Diese Vorsprünge können entweder unmittelbar infolge eines Kunststoff-Spritzgießvorganges mit hergestellt sein oder durch Nachbearbeitung des Werkstückes aus dem Werkstück herausgearbeitet werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn mit Hilfe eines Räumwerkzeuges, also eines Werkzeuges, welches Schneiden aufweist, infolge einer axialen Räumbewegung die Nabe durchsteckt wird und die radial innen angeordneten Vorsprünge der Nabe axial langgestreckt, also im Wesentlichen leistenförmig herausgeschnitten werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsbereiche nach Art von Befestigungsaugen ausgebildet und umfassen Aufnahmekammern, in denen metallische Befestigungselemente, insbesondere Metallbuchsen und/oder Befestigungsschrauben anordenbar sind. Metallische Befestigungselemente sind zur Festlegung der Vorrichtung an dem ersten Maschinenteil, z.B. an dem Schwungrad in jedem Falle erforderlich, da Kunststoffe derartigen, infolge einer Verspannung auftretenden Verspannkräften grundsätzlich nicht gewachsen sind. Eine Festlegung der Vorrichtung an dem ersten Maschinenteil erfolgt daher grundsätzlich derart, dass ein metallisches Befestigungselement gegen das Maschinenteil verspannt wird. Das metallische Befestigungselement kann z.B. eine Metallbuchse sein, die nach Art einer Hülse ausgebildet ist und innerhalb der ein Aufnahmeraum z.B. für eine Schraube angeordnet ist. Innerhalb der Metallbuchse wird dann beispielsweise eine Senkkopf-Befestigungsschraube angeordnet, die die Metallbuchse durchgreift und die Metallbuchse gegen das Schwungrad verspannt.
Alternativ kann das metallische Befestigungselement auch von einer Befestigungsschraube nach Art einer Bolzenschraube gebildet sein, die, ohne dass eine gesonderte Metallbuchse erforderlich ist, unmittelbar in der Aufnahmekammer des Befestigungsbereiches angeordnet ist. Als Bolzenschraube im Sinne der Erfindung wird dabei ein Befestigungselement bezeichnet, welches einen Gewindeabschnitt aufweist, der zur unmittelbaren Festlegung am Maschinenteil dient, sowie Betätigungsflächen für ein Werkzeug, beispielsweise Imbus-Angriffsflächen, und einen Axialabschnitt mit im Wesentlichen glatten, kreiszylindrischen Außenmantelflächen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungselemente in den Aufnahmekammern mit radialem Spiel untergebracht. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann die im Wesentlichen drehsteif ausgebildete Kupplung in besonders vorteilhafter Weise radial beweglich ausgebildet sein, obwohl Nabe und Befestigungsbereiche radial starr miteinander verbunden sind. Durch Vorsehen eines radialen Bewegungsspieles können Montagetoleranzen oder Toleranzen zwischen dem ersten und dem zweiten Maschinenteil, die infolge von Verschleiß bei dauerhafter Benutzung auftreten, abgefangen werden. Eine Unterbringung der Befestigungselemente in den Aufnahmekammern mit radialem Spiel im Sinne der Erfindung bedeutet dabei, dass ein Befestigungselement innerhalb seiner zugehörigen Aufnahmekammer zumindest geringfügig radial verlagerbar ist.
Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das Befestigungselement lose, also ohne dass es mit seiner gesamten Außenumfangsfläche Kontakt mit der Innenfläche der Aufnahmekammer aufweist, in der Aufnahmekammer untergebracht ist. Alternativ umfasst diese Formulierung aber auch Ausführungsbeispiele, bei denen zwischen der Außenseite des Befestigungselementes und der Innenseite der Aufnahmekammer ein elastisches Element, beispielsweise eine später noch beschriebene Gummitülle angeordnet ist. Schließlich werden von dieser Formulierung auch solche Ausführungsbeispiele umfasst, bei denen eine elastische Tülle zwischen der Außenumfangsfläche des metallischen Befestigungselementes und der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer angeordnet ist und entweder zwischen der Außenumfangsfläche dieses elastischen Elementes und der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer oder alternativ zwischen der Innenumfangsfläche der Gummitülle und der Außenumfangsfläche des Befestigungselementes noch ein Bewegungsspielraum ausgebildet ist. Die unterschiedlichen Alternativen berücksichtigen dabei, dass das elastische Element entweder fest an dem Befestigungselement oder alternativ fest an der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer eingeordnet sein kann oder schließlich alternativ auch lose zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer und der Außenumfangsfläche des Befestigungselementes angeordnet sein kann.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten von einem ersten Maschinenteil, z.B. von einem Schwungrad eines Motors, auf ein zweites, insbesondere als Welle ausgebildetes Maschinenteil, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 4.
Die Erfindung geht wiederum aus von der durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordenen gattungsgemäßen Kupplung der Anmelderin, die unter der Bezeichnung Centaflex-Baureihe K bekannt geworden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung hinsichtlich ihrer Konstruktion zu vereinfachen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 4, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbereiche Aufnahmekammern für metallische Befestigungselemente, insbesondere für Metallbuchsen und/oder für Befestigungsschrauben aufweisen, und dass die Befestigungselemente in den Aufnahmekammern mit radialem Spiel untergebracht sind, wobei die Befestigungselemente in den Aufnahmekammern in einem Vormontagezustand der Vorrichtung und/oder in einem Montagezustand der Vorrichtung axial gesichert sind.
Das Prinzip der Erfindung besteht somit im Wesentlichen darin, dass die Befestigungselemente lose in den Aufnahmekammern untergebracht sind. Das Vorhandensein eines radialen Spieles im Sinne der Erfindung bedeutet dabei beispielsweise, dass die Befestigungselemente mit radialem Abstand in der Aufnahmekammer eingebracht sind, so dass die Außenumfangsfläche des Befestigungselementes von der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer in verspanntem Zustand des Befestigungselementes zumindest teilweise beabstandet ist. Alternativ lässt diese Formulierung aber auch die Möglichkeit zu, dass das Befestigungselement auf seiner Außenumfangsseite mit einem elastischen Element versehen ist, welches, radial betrachtet, zwischen Befestigungselement und der Innenumfangsseite der Aufnahmekammer angeordnet ist. In diesem Falle kann das metallische Befestigungselement relativ zu dem Befestigungsbereich aufgrund einer Komprimierung des elastischen Elementes geringfügig verlagert werden.
Vorzugsweise ist im Sinne der Erfindung in jeder Aufnahmekammer entweder eine Metallbuchse und eine Befestigungsschraube oder alternativ in jeder Aufnahmekammer eine Bolzenschraube angeordnet.
Zu den unterschiedlichen Alternativen einer Anordnung eines elastischen Elementes wird auf die oben zitierten Passagen verwiesen, die hier gleichermaßen Anwendung finden können. Auch hinsichtlich der Definition der Begriffe „Befestigungsbereich" und „Befestigungselemente" wird auf die zuvor gemachten Erläuterungen verwiesen.
Als Vormontagezustand im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung wird der Zustand bezeichnet, in dem die Vorrichtung noch nicht an dem ersten Maschinenteil, beispielsweise an einem Schwungrad, befestigt ist. In dem Vormontagezustand sind das Befestigungselement und gegebenenfalls auch ein vorgesehenes elastisches Element unverlierbar an der Vorrichtung vormontiert. Der befestigte Zustand wird als Montagezustand bezeichnet.
Die Formulierung, wonach die Befestigungselemente in der Aufnahmekammer mit radialem Spiel untergebracht sind, lässt somit z.B. auch die Möglichkeit zu, dass das elastische Element fest an dem Befestigungselement angebracht ist und beispielsweise tüllenartig ausgebildet ist, wobei die Außenumfangsfläche der Gummitülle von der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer beabstandet ist. Gleichermaßen kann in einer alternativen geometrischen Anordnung vorgesehen sein, dass das elastische Element an der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer angeordnet ist und mit seiner Innenumfangsfläche von der Außenumfangsfläche des Befestigungselementes beabstandet ist.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Anordnung möglich, die vorsieht, dass die Befestigungsbereiche und die Nabe vollkommen starr miteinander verbunden sind und beispielsweise von einem gemeinsamen Kunststoff-Spritzgießteil bereitgestellt sind. Zugleich ist die Nabe aber relativ zu dem ersten Maschinenteil zumindest geringfügig radial verlagerbar, was durch die besondere, ein radiales Bewegungsspiel zulassende Anordnung der metallischen Befestigungselemente relativ zu den Befestigungsbereichen möglich wird. Dieses radiale Spiel kann Toleranzen auffangen, beispielsweise Montagetoleranzen zwischen dem ersten und dem zweiten Maschinenteil oder Toleranzen, die sich infolge von Verschleiß durch dauerhaften Einsatz ergeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann deutlich einfacher aufgebaut werden, da die Nabe nunmehr starr und damit auch einteilig mit den Befestigungsbereichen verbunden sein kann. Beim Stand der Technik war hingegen eine metallische Nabe vorgesehen, die unmittelbar auf der Welle befestigt wurde. Das radiale Bewegungsspiel wurde bei der Vorrichtung des Standes der Technik dadurch erreicht, dass die metallische Nabe zwar drehschlüssig, aber mit einem verhältnismäßig großen Bewegungsspiel innerhalb einer zentralen, komplementären, radial inneren Ausnehmung der Vorrichtung aufgenommen worden ist. Die metallischen Befestigungselemente bei der Vorrichtung des Standes der Technik waren fest mit den Befestigungsbereichen verbunden. Dort waren metallische Hülsen vorgesehen, die in die Aufnahmekammern eingesetzt und dort fest vergossen worden sind.
Die erfindungsgemäße Lehre verlagert die beim Stand der Technik zwischen dem radial inneren Bereich der Vorrichtung und der gesonderten, metallischen Nabe vorgesehene Radialbeweglichkeit nunmehr in den radial äußeren Bereich. Hierdurch kann die Nabe einteilig mit den Befestigungsbereichen verbunden werden, was eine deutlich einfachere Konstruktion zulässt und auch eine Befestigung der Nabe an der Vorrichtung, also fest relativ zu den Befestigungsbereichen ermöglicht. Insgesamt wird dabei auch die Montage vereinfacht, da die Befestigungsbereiche und die Nabe nunmehr eine gemeinsame, handhabbare Baueinheit darstellen können.
Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es offen bleiben, ob die radial innen angeordnete Nabe einstückig mit den Befestigungsbereichen verbunden ist. Dies wird aber als besonders vorteilhaft angesehen, erlaubt es doch eine besonders einfache Konstruktion. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Nabe von einem gesonderten Element, beispielsweise aus einem anderen Kunststoff als die Befestigungsbereiche oder einem anderen Werkstoff, wie beispielsweise aus Metall, gebildet ist und mit den Befestigungsbereichen verbunden, beispielsweise vergossen ist.
Durch Vorsehen einer axialen Sicherung der Befestigungselemente in den Aufnahmekammern, was beispielsweise durch die Anordnung des zuvor erwähnten elastischen Elementes, eines Innenbundes an dem Befestigungsbereich und einem befestigungselementseitigen Haltekragen erreicht werden kann, ist das Befestigungselement unverlierbar mit dem Befestigungsbereich verbunden. Es kann in Axialrichtung nicht ohne Weiteres aus der Aufnahme kammer entkommen. Damit wird eine vormontierte Baueinheit möglich, die die Montage deutlich erleichtert.
Grundsätzlich werden Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art des Anspruches 4 auch als elastische Bolzenkopplungen bezeichnet, wie sie beispielsweise im Kupplungsatlas von A. Schalitz, A.G.T.-Verlag Georg Thum, 4. Auflage, 1975, beschrieben sind. Dort ist eine axiale Sicherung des Befestigungselementes in einer Aufnahmekammer jedoch nicht vorgesehen und nicht möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Erfindung ist das als Welle ausgebildete Maschinenteil in die Nabe infolge einer axialen Steckbewegung einsetzbar, wobei an der Welle radial nach außen gerichtete komplementäre Vorsprünge angeordnet sind und wobei an der Nabe nach innen gerichtete Vorsprünge angeordnet sind, wobei die nabenseitigen mit den wellenseitigen Vorsprüngen zur Erzielung eines Drehschlusses in Eingriff bringbar sind. Die Verbindung zwischen Vorrichtung und Welle erfolgt dabei ausschließlich durch eine axiale Steckbewegung, wobei durch Eingreifen der beiden Vorsprünge ineinander, also durch Kämmen, ein Drehschluss, also eine Drehkopplung erreicht wird. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion und Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsbereiche und die Nabe gemeinsam von einem einzigen Kunststoff-Spritzgussteil gebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und damit auch geringere Herstellungskosten, als beim Stand der Technik.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Außenumfang der Befestigungselemente jeweils ein elastisches Element angeordnet. Das elastische Element kann beispielsweise an dem Befestigungselement befestigt sein. Es ist auch vorstellbar, dass das Befestigungselement an der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer angeordnet ist und somit radial zwischen der Außenumfangsfläche des Befesti gungselementes und der Innenumfangsfläche der Aufnahmekammer angeordnet ist.
Das elastische Element dient im Wesentlichen dazu, eine radiale, geringfügige Beweglichkeit zwischen der Vorrichtung und dem ersten Maschinenteil herzustellen. Damit wird auch eine radiale Beweglichkeit zwischen der Welle und dem ersten Maschinenteil möglich, so dass Montagetoleranzen oder in Folge von Verschleiß auftretenden Toleranzen auffangbar sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das elastische Element von einer elastischen Tülle, insbesondere von einer Gummitülle, gebildet. Dies ermöglicht die Verwendung eines sehr preiswerten elastischen Elementes und eine besonders einfache Befestigung des elastischen Elementes an dem Befestigungselement. Beispielsweise kann die elastische Tülle auf einfache Weise radial aufgeweitet werden, um infolge einer axialen Steckbewegung an dem Befestigungselement befestigt zu werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das elastische Element an dem Befestigungselement befestigbar, wenn sich das Befestigungselement in der Aufnahmekammer befindet. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird die Möglichkeit bereitgestellt, das Befestigungselement in die Aufnahmekammer, insbesondere infolge einer axialen Steckbewegung einzusetzen, und erst anschließend das elastische Element, infolge einer axialen Bewegung, unter Durchführung einer radialen Aufweitung, von der anderen Seite her an dem Befestigungselement zu befestigen, so dass die Möglichkeit bereitgestellt wird, dass das Befestigungselement einen Befestigungsbereich übergreift und das elastische Element einen Befestigungsbereich hintergreift. Auf diese Weise wird das Befestigungselement axial an dem Befestigungsbereich gesichert.
Die aus Befestigungsbereich mit Nabe, Befestigungselement und elastischem Element gebildete Kupplung kann damit eine handhabbare Bauein heit darstellen, die vormontiert ist. Hierdurch wird die Montage weiter vereinfacht, insbesondere da die aus Befestigungsbereich und Nabe sowie Befestigungselement und elastischem Element bestehende Kupplung werksseitig vormontiert werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hintergreift das elastische Element einen zugehörigen Befestigungsbereich. Der Begriff „hintergreift" bezieht sich dabei auf eine Betrachtung des Befestigungsbereiches von der Zugangsseite des Befestigungselementes her. Dadurch, dass das elastische Element einen zugehörigen Befestigungsbereich hintergreift, ist eine axiale Verriegelung oder Sicherung des Befestigungselementes an dem Befestigungsbereich möglich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist ein Befestigungsbereich ein Rückhalteelement, insbesondere einen Rückhaltebund, für das elastische Element auf. Diese Ausgestaltung der Erfindung sieht eine besonders einfache Konstruktion des Befestigungsbereiches derart vor, dass ein Rückhaltebund, insbesondere ein radial nach innen vorspringender und eine Durchstecköffnung des als Befestigungsauges ausgebildeten Befestigungsbereiches verjüngender Innenbund vorgesehen ist. Der Rückhaltebund kann, bei axialer Betrachtung, zwischen dem elastischen Element und einem Haltekragen des Befestigungselementes angeordnet sein, so dass das Befestigungselement unverlierbar an dem Befestigungsbereich angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umgibt die Aufnahmekammer das elastische Element mit radialem Bewegungsspiel. Dies ermöglicht eine radiale Beweglichkeit in einem besonders großen Maße, da zusätzlich zu einer Kompressibilität des elastischen Elementes auch noch eine Beweglichkeit in Radialrichtung durch vorgesehene Freiräume oder Bewegungsräume möglich ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Befestigungselement ein Halteelement, insbesondere einen Haltekragen auf, der einen Befestigungsbereich übergreift. Insbesondere kann der Haltekragen des Befestigungselementes den Haltebund des Befestigungsbereiches übergreifen. Auf diese Weise ist eine Unverlierbarkeit des Befestigungselementes an dem Befestigungsbereich gewährleistet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Befestigungselement gegen das erste Maschinenteil verspannbar, wobei der Haltekragen im verspannten Zustand ein axiales Bewegungsspiel für den Befestigungsbereich bereitstellt. Ein zusätzlich zu dem radialen Bewegungsspiel nunmehr vorgesehenes axiales Bewegungsspiel ermöglicht eine weiter verbesserte Auffangbarkeit von Toleranzen hinsichtlich der geometrischen Ausrichtung des ersten Maschinenteiles relativ zu dem zweiten Maschinenteil.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Befestigungselement eine Metallbuchse. Die Metallbuchse kann beispielsweise ein kreiszylinderförmiges, hülsenartiges Element sein, an dessen, im befestigten Zustand dem Schwungrad abgewandten Ende, der Haltekragen angeordnet sein kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb der Metallbuchse eine Befestigungsschraube anordenbar. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion, die auf herkömmliche Befestigungsmittel, in Form von Befestigungsschrauben zurückgreift.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Vorsprünge der Nabe Bestandteil des Kunststoff-Spritzgussteiles. Sie können damit entweder nach Entnahme des Kunststoff-Spritzgussteiles aus der zugehörigen Form bereits vollständig fertig ausgebildet sein oder alternativ durch Bearbeitung des Kunststoff-Spritzgussteiles, insbesondere mittels eines Räumwerkzeuges, aus dem Kunststoff-Spritzgussteil herausgearbeitet sein. Infolge der Nachbearbeitung kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Räumwerkzeug, welches Schneiden aufweist, in Axialrichtung durch eine in der Nabe vorgesehene zentrale Bohrung hindurchbewegt wird, so dass sich die Vorsprünge in Form von axial langgestreckten Leisten ergeben. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine besonders einfache und preiswerte Herstellung von Vorsprüngen, die nur sehr geringen Toleranzen unterliegen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Nabe und die Befestigungsbereiche radial starr miteinander verbunden. Dies ermöglicht eine Verwendung eines sehr hochwertigen Kunststoffes, beispielsweise mit hohem Glasfaseranteil, der von Kurzfasern bereitgestellt wird, so dass die Kupplung hoch belastbar ausgebildet ist. Zugleich kann die Kupplung sehr preiswert herstellbar sein.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie anhand der nun folgenden Beschreibung zweier in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele. Darin zeigen:
1 in schematischer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Befestigungsbereichen, so dass sich eine im Wesentlichen sternförmige Grundform mit einer 120°-Symmetrie ergibt,
2 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer vergrößerten Schnittdarstellung etwa entlang Schnittlinie II-II in 1,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Darstellung gemäß 1, und
4 das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Schnittlinie IV-IV in 3.
Die in ihrer Gesamtheit in den Figuren mit 10 bezeichnete Vorrichtung ist gemäß den 1 und 3 im Wesentlichen sternförmig und 120°-rotationssymmetrisch um ihre zentrale Längsmittelachse 13 ausgebildet. Angemerkt sei, dass die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der Erfindung, auch hinsichtlich gleicher oder vergleichbarer Teile oder Elemente der Übersichtlichkeit halber mit gleichem Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben bezeichnet worden sind.
Aus der Draufsicht gemäß 1 wird deutlich, dass die Vorrichtung 10 im Wesentlichen sternförmig ausgebildet ist, mit drei radial nach außen vorstehenden Befestigungsbereichen 11a, 11b und 11c. Bei alternativen, in der Figur nicht dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist die Zahl der Befestigungsbereiche bzw. Befestigungsaugen höher. So können beispielsweise zwölf Befestigungsaugen entlang einer Kreislinie angeordnet sein, so dass sich im Gegensatz zu der Sternform gemäß 1 im wesentlichen eine Kreisscheibenform ergibt. Die Befestigungsaugen können entlang einer gemeinsamen Kreislinie (in 1 gestrichpunktet dargestellt) angeordnet sein. Die Anordnung der Befestigungsbereiche kann aber hinsichtlich ihres Radialabstandes und hinsichtlich ihres Umfangsabstandes auch variieren.
Die Schnittdarstellung gemäß 2 lässt erkennen, dass der beispielhaft dargestellte Befestigungsbereich 11a im Wesentlichen kreiszylindrisch, nach Art einer Hülse ausgebildet ist und eine axiale Länge l aufweist. Jeder Befestigungsbereich 11a, 11b, 11c stellt eine Aufnahmekammer 37 für ein später zu beschreibendes metallisches Befestigungselement bereit.
Der Befestigungsbereich 11a ist gemäß den 1 und 2 über einen Stegbereich 14a der Wandstärke w mit einer radial innen angeordneten Nabe 12 verbunden. Die Nabe 12 ist um die Längsmittelachse 13 der Vorrichtung 10 rotationssymmetrisch.
Gleichermaßen wie der Befestigungsbereich 11a sind auch die Befestigungsbereiche 11b und 11c über entsprechende Stegbereiche 14b, 14c mit der Nabe 12 verbunden.
Zwischen jeweils zwei Befestigungsbereichen 11a, 11b, 11c ist ein Zwischenbereich 15d, 15e, 15f angeordnet. So ist beispielsweise zwischen dem Befestigungsbereich 11a und dem Befestigungsbereich 11c gemäß 1 der Befestigungsbereich 15d angeordnet. 2 lässt erkennen, dass z.B. der Zwischenbereich 15e die gleiche Wandstärke w aufweist, wie der Stegbereich 14a, 14b, 14c.
Die Nabe 12 weist eine axiale Länge a auf, die deutlich größer ist als die axiale Länge l der Befestigungsbereiche 11a, 11b, 11c.
Die 1 und 2 lassen erkennen, dass jeweils radial außerhalb der Aufnahmekammer 37 eine Verstärkungsrippe 16a, 16b, 16c angeordnet ist, die den entsprechenden Befestigungsbereich 11a, 11b, 11c versteift. Gleichermaßen ist in 1 angedeutet, dass auf der Rückseite der Vorrichtung 10 zwei in Umfangsrichtung dem Befestigungsbereich (z.B. 11b) benachbart angeordnete Verstärkungsrippen 17a, 17b angeordnet sind, von denen die Verstärkungsrippe 17a in 2 angedeutet ist. Auch den Befestigungsbereichen 11a und 11c ist, was in 1 und 3 nicht dargestellt ist, benachbart jeweils ein Paar von Verstärkungsrippen angeordnet.
Die Nabe 12 weist auf ihrer Innenseite, was insbesondere aus 1 deutlich wird, eine Vielzahl von zahnartigen Vorsprüngen (z.B. 18a, 18b, 18c) auf, die zwischen sich jeweils Freiräume (19a, 19b, 19c) aufweisen. Die Zahl der Vorsprünge ist beliebig.
Diese Vorsprünge 18 wirken mit komplementären, nicht dargestellten, radial außen angeordneten Vorsprüngen einer ebenfalls nicht dargestellten metallischen Welle zusammen. Diese Welle, die mit einem zweiten Maschinenteil verbunden wird, wird entlang der Einsteckrichtung E gemäß 2 in die zentrale Öffnung 38 der Nabe 12 eingeführt. Durch Kämmen der nabenseitigen Vorsprünge 18 mit den wellenseitigen Vorsprüngen wird ein Drehschluss zwischen Nabe 12 und Welle erreicht.
Die gesamte Vorrichtung 10, einschließlich der Befestigungsbereiche 11a, 11b, 11c, der Stegbereiche 14a, 14b, 14c, der Zwischenbereiche 15d, 15e, 15f und der Nabe 12 sowie einschließlich der Vorsprünge 18a, 18b, 18c und der Verstärkungsrippen 16a, 16b, 16c und 17a, 17b ist aus einem einzigen gemeinsamen Kunststoff-Spritzgussteil gebildet. Dieses besteht insbesondere aus einem Kunststoff mit einem sehr hohen Anteil von kurzen Glasfasern und weist auf diese Weise Eigenschaften auf, die die Eigenschaften von Metallkörpern, z.B. von Aluminium, erreichen.
Anhand der 2 soll nun eine weitere Besonderheit des ersten Ausführungsbeispieles beschrieben werden:
Aus 2 ist ersichtlich, dass der Befestigungsbereich 11a im Wesentlichen nach Art eines Befestigungsauges ausgebildet ist und damit eine zentrale Öffnung aufweist, die eine Aufnahmekammer 37 bereitstellt. Die Aufnahmekammer 37 ist im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet und weist einen Innendurchmesser N auf. Im Bereich des bezüglich 2 rechten Endes des Befestigungsbereiches 11a ist der Innendurchmesser N durch einen Innenbund 20 verjüngt. Der Innendurchmesser des Innenbundes 20 des Befestigungsauges 11a ist mit l bezeichnet.
Innerhalb der Aufnahmekammer 37 ist eine Metallbuchse 21 angeordnet, die im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet ist. Im Bereich des bezüglich 2 rechten Endes der Metallbuchse 21 ist ein Haltekragen 22 angeordnet. Der Außendurchmesser des Haltekragens 22 ist mit A bezeichnet, wohingegen der Außendurchmesser desjenigen Axialabschnittes 41 der Metallbuchse 21, der sich innerhalb der Aufnahmekammer 37 befindet, mit D bezeichnet ist.
Der Axialabschnitt 41, der Metallbuchse 21, der sich innerhalb der Aufnahmekammer 37 befindet, ist auf seiner Außenmantelfläche 24 von einem elastischen Element 23 in Form einer Gummitülle umgeben. Die Gummitülle 23 weist eine Axialerstreckung k auf, die geringer ist als die Axialerstreckung x der Metallbuchse 21 von ihrer Stirnseite 29 bis hin zu dem Haltekragen 22.
Die Innenumfangsfläche 25 des elastischen Elementes 23 liegt unmittelbar auf der Außenumfangsfläche 24 der Buchse 21 auf. Die Außenum fangsfläche 26 des elastischen Elementes 23 ist allerdings von der Innenumfangsfläche 27 des Befestigungsauges 11a, also von der inneren Kammerwandung der Aufnahmekammer 37, um einen radialen Abstand m beabstandet.
Im Folgenden soll beschrieben werden, wie die Vorrichtung 10 gemeinsam mit der Metallbuchse 21 und dem elastischen Element 23 zu einer handhabbaren, vormontierten Baueinheit zusammengefügt wird:
Zunächst wird die Metallbuchse 21 bezüglich 2 in Einsteckrichtung E, also von rechts her, in die Aufnahmekammer 37 eingeführt. Anschließend kann bezüglich 2 von links her, das elastische Element 23 auf die Metallbuchse 21 aufgesetzt werden. Die Gummitülle 23 wird dabei vorzugsweise radial aufgeweitet und zieht sich anschließend, aufgrund der Werkstoffeigenschaften des elastischen Materials radial zusammen und hängt damit reibschlüssig fest an der Metallbuchse 21.
In dieser Situation ist das als Metallbuchse 21 ausgebildete Befestigungselement an der Vorrichtung 10 axial gesichert und damit unverlierbar gehalten. Aufgrund des Haltekragens 22 der Metallbuchse 21, der den Innenbund 20 radial übergreift, kann die Buchse 21 nicht bezüglich 2 nach links heraus aus der Aufnahmekammer 37 herausbewegt werden.
Dadurch, dass der Ringbund 20 in eine zwischen dem elastischen Element 23 und dem Haltekragen 22 befindliche Lücke eingreift und somit das elastische Element 23 diesen Innenbund 20 hintergreift, kann die Buchse 21 bezüglich 2 auch nicht nach rechts aus der Aufnahmekammer 37 herausbewegt werden. Die Vorrichtung 10 bildet damit mit den drei in den jeweiligen Befestigungsbereichen 16a, 16b, 16c angeordneten Metallbuchsen 21 und den zugehörigen Gummitüllen 23 eine vormontierte, handhabbare Baueinheit.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist das Befestigungselement 21 somit in Doppelrichtung des Pfeiles Z, also in beide Axialrichtungen, das heißt in Einsteckrichtung E und entgegengesetzt der Einsteckrichtung E, axial gesichert. Es wird eine vormontierte Baueinheit durch eine unverlierbare Halterung erreicht. Bei einer verschlechterten Ausführungsform genügt es im Prinzip aber auch, eine axiale Sicherung des Befestigungselementes an dem Befestigungsbereich (z.B. 11a) nur im montierten Zustand der Vorrichtung 10 zu gewährleisten. Dies ist darin begründet, dass im montierten Zustand des Befestigungselementes 21 dieses bereits axial fest an dem ersten Maschinenteil, z.B. an einem Schwungrad angeordnet ist und daher, wenn ein Übergreifen von Innenbund 20 und Haltekragen 22 vorgesehen ist, bereits sicher verhindert ist, dass sich die Vorrichtung 10 axial von dem Schwungrad löst. Es kommt daher im Wesentlichen auf eine radiale Überdeckung von Haltekragen 22 und Innenbund 20 an, wobei bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen auch andere Überdeckungen durch entsprechende Halteelemente erreichbar sind, die eine axiale Sicherung gewährleisten.
Die vormontierte Baueinheit kann nunmehr an Ort und Stelle, also am Einsatzort, auf besonders einfache Weise an dem nicht dargestellten Schwungrad, welches man sich bei Betrachtung der 2 linksseitig der Vorrichtung 10 vorstellen muss, befestigt werden. Hierzu wird eine Schraube 32 mit einem Gewindeabschnitt 35 voran in Einsteckrichtung E in die Metallbuchse 21 eingesteckt. Der z.B. eine Imbusöffnung 33 aufweisende Schraubenkopf ist breiter ausgebildet als die Durchgangsbohrung 39 in der Metallhülse 21, so dass 2 eine Senkkopf-Schraube erkennen lässt, die im montierten Zustand bündig mit der bezüglich 2 rechten Seite 40 des Haltekragens 22 abschließt.
Der Gewindeteil 35 ist in einem nicht dargestellten Gegengewinde beispielsweise des Schwungrades am ersten Maschinenteil befestigbar, wobei durch fortlaufende Drehung der Schraube 32 die Stirnseite 29 der Metallhülse 21 gegen eine nicht dargestellte Gegenspannfläche am Schwungrad verspannt wird. Im montierten Zustand ist somit die Metallhülse 21 fest relativ zu dem Schwungrad angeordnet. 2 lässt erkennen, dass die der Schwungscheibe zugewandte Stirnseite 28 des elastischen Elementes 23 im Wesentlichen bündig mit der Stirnseite 29 der Metallbuchse 21 ausgerichtet ist. Hierauf kommt es aber gar nicht an. Von wesentlicher Bedeutung ist, dass die bezüglich 2 linke, also im montierten Zustand dem Schwungrad zugewandte Stirnseite 36 der Nabe 12 bzw. gleichermaßen auch die Stirnseite 36 der Befestigungsbereiche 11a im montierten Zustand der Vorrichtung 10 nicht gegen das Schwungrad oder eine dort angeordnete Gegenspannfläche verspannt ist, sondern in Axialrichtung (Doppelpfeil Z) ein gewisses Bewegungsspiel besitzt. Dies wird einerseits deutlich aus der Zeichnung gemäß 2, die erkennen lässt, dass zwischen der Stirnseite 36 des Befestigungsauges 11a und der Stirnseite 29 der Metallbuchse 21 ein gewisser Versatz ist. Gleichermaßen verbleibt zwischen der der Schwungscheibe abgewandten Seite 30 des Innenbundes 20 und der bezüglich 2 linken, dem Schwungrad zugewandten Innenseite 31 des Haltekragens 22 ein Axialspiel. Bei der Befestigung der Metallbuchse 21 an dem Schwungrad werden daher keine Kunststoffflächen gegen metallische Flächen verspannt, sondern ausschließlich metallische Flächen gegeneinander verspannt.
Von weitaus größerer Bedeutung ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung aber das in Richtung des Doppelpfeiles y vorhandene Radialspiel der Nabe 12 bzw. der Befestigungsaugen 11a, 11b, 11c relativ zu den schwungradseitig festgelegten Metallbuchsen 21. Dieses Radialspiel wird einerseits durch das elastische Element 23 ermöglicht, welches in Radialrichtung (Doppelpfeil y) zumindest geringfügig kompressibel ist und somit eine Relativbeweglichkeit zwischen dem Befestigungsauge 11a und der festgelegten Metallhülse 21 zulässt. Darüber hinaus deutet 2 aber auch einen Radialabstand m zwischen der Außenumfangsfläche 26 des elastischen Elementes 23 und der Innenumfangsfläche 27 der Aufnahmekammer 37 an, die für einen zusätzlichen radialen Bewegungsspielraum sorgt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass dem Radialabstand m ein Radialabstand R zwischen der Außenumfangsfläche 24 der Hülse 21 und der Innenumfangsfläche des Innenbundes 20 im Wesentlichen entspricht. Ein derartiger Radialabstand R, der selbstverständlich auch kleiner sein kann, als in den maßstäblichen Figuren angedeutet, ist ohnehin erforderlich, um eine Radialverlagerung durch Kompressibilität des elastischen Elementes 23 zu ermöglichen.
Im montierten Zustand der Kupplung 10 ist daher, obwohl die Metallbuchsen 21 vollständig fest und starr an dem Schwungrad befestigt sind, die Nabe 12 und damit gleichermaßen auch das innerhalb der Nabe 12 befindliche, nicht dargestellte Ende der Welle radial beweglich relativ zu dem Schwungrad. Toleranzen können auf diese Weise ohne Weiteres aufgefangen werden, einerseits durch die Kompressibilität des elastischen Elementes 23 und andererseits aufgrund der zur Verfügung stehenden radialen Freiräume.
Die erfindungsgemäße Kupplung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 bietet somit einerseits eine völlige Starrheit zwischen den Befestigungsbereichen 11a, 11b, 11c einerseits und der Nabe 12 andererseits, andererseits aber eine Radialbeweglichkeit dieses vollständig starren Bauteiles relativ zu der schwungradseitigen Befestigungsstelle. Zugleich kann die Kupplung insgesamt drehsteif, nahezu drehstarr ausgebildet sein, so dass die Übertragung von Drehmomenten mit der gewünschten Kennkurve erreicht werden kann.
Nunmehr soll noch anhand der 3 und 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert werden, welches zu dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 im Wesentlichen identisch ist und lediglich ein anderes Befestigungsmittel vorsieht. Hier ist, wie insbesondere aus 4 deutlich wird, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel zweiteilige Anordnung des Befestigungsmittels bestehend aus Befestigungsschraube 32 und Metallbuchse 21 ersetzt durch ein einteiliges Bauteil, welches insgesamt als Bolzenschraube 34 ausgebildet ist und einen vergleichbaren Gewindeabschnitt 35 aufweist. Die Schraube 34 weist ebenfalls einen Kopfbereich 33 mit Imbus-Angriffsflächen auf.
Die Schraube 34 umfasst einen Axialabschnitt 41, der sich innerhalb der von dem Befestigungsauge 11a gebildeten Aufnahmekammer 37 befin det. Auf dem Axialabschnitt 41 ist, analog zu dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2, ein elastisches Element 23 nach Art einer Gummitülle angeordnet.
Der Einfachheit halber wurden maßstäblich vergleichbare Abmessungen und Dimensionen gewählt, allerdings in 4 in einer bezüglich 2 verkleinerten Darstellung, so dass deutlich ist, dass die gleichen axialen und radialen Beweglichkeiten der Vorrichtung 10 relativ zu dem schwungradseitig fest gespannten Schraubenkörper 34 möglich sind.
Anzumerken ist hier, dass die Vorrichtung 10 gemäß den 3 und 4 hinsichtlich der geometrischen Abmessungen der Befestigungsaugen 11a, 11b, 11c und des Innenbundes 20 identisch zu der Vorrichtung gemäß den 1 und 2 ausgebildet sein kann.
Abschließend bleibt anzumerken, dass die Art der Realisierbarkeit der Unverlierbarkeit des metallischen Befestigungselementes in Form der Metallbuchse 21 oder alternativ der Befestigungsschraube 34 relativ zu dem entsprechenden Befestigungsbereich 11a, 11b, 11c unerheblich ist. Alternativ zu dem dargestellten Innenbund 20 können selbstverständlich auch entsprechende Haltevorsprünge vorgesehen sein, die für einen entsprechenden axialen Halt des Befestigungselementes an dem Befestigungsbereich 11a, 11b, 11c zur Erzielung einer Unverlierbarkeit sorgen.
Schließlich sei auch angemerkt, dass anstelle des Gummitüllenelementes 23 auch andere elastische Elemente verwendet werden können. Wesentlich ist, dass derartige elastische Elemente eine gewisse Radialbeweglichkeit der Vorrichtung 10 relativ zu der maschinenteilseitig festgelegten Metallbuchse oder der Befestigungsschraube ermöglichen, andererseits aber eine hohe Drehsteifigkeit zulassen, die für die erfindungsgemäßen Kupplungen von hoher Wichtigkeit ist.
Ergänzend sei angemerkt, dass das bei den Ausführungsbeispielen zugelassene axiale Spiel zwischen den Befestigungsbereichen 11a, 11b, 11c und den maschinenteilseitig festgelegten Befestigungselementen 21, 34 vorteilhaft aber nicht grundsätzlich erforderlich ist, da die Welle in die Nabe 12 nur lose axial eingesteckt ist und daher eine axiale Beweglichkeit zwischen Welle und Nabe bei Kupplungen dieser Art grundsätzlich vorhanden ist.
Die Herstellung der zahnartigen Vorsprünge 18a, 18b, 18c der Nabe 12 erfolgt durch Entlangbewegung eines Räumwerkzeuges im Wesentlichen entlang der Einsteckrichtung E gemäß 2 durch die Öffnung 38 in der Nabe 12 hindurch. Die erzeugten zahnartigen Vorsprünge 18a, 18b, 18c sind, wie sich insbesondere aus den 2 und 4 ergibt, axial langgestreckt und im Wesentlichen so lang wie die Länge der Nabe a, so dass sich insgesamt eine leistenartige Form ergibt.
In einer weiteren nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung ist der Befestigungsbereich bzw. ein entsprechendes Befestigungsauge in Umfangsrichtung um das Befestigungselement herum nicht vollständig geschlossen, sondern bildet eine teilweise, radial nach außen hin geöffnete Nut aus. Das Befestigungsauge umgibt in diesem Fall eine entsprechende Metallbuchse 21 oder eine entsprechende Bolzenschraube 34 beispielsweise nur entlang eines Großteils ihres Umfanges. Derartige Befestigungsbereiche bzw. teilweise geöffnete Befestigungsaugen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Einbauraum für die Vorrichtung 10 besonders gering ist. Anzumerken ist dabei auch, dass derartige nutförmig geöffnete Befestigungsaugen oder Befestigungsbereiche hinsichtlich der axialen Erstreckung des Befestigungselementes kontinuierlich ausgebildet sein können oder alternativ nur ein Axialabschnitt des Befestigungselementes von dem Befestigungsauge oder von den Befestigungsbereichen in Umfangsrichtung vollständig umgriffen ist und ein anderer Axialabschnitt des Befestigungselementes in Umfangsrichtung nur teilweise von dem Befestigungsauge oder von dem Befestigungsbereich umgriffen ist.

Claims

Vorrichtung (10) zur Übertragung von Drehmomenten von einem ersten Maschinenteil, z. B. von einem Schwungrad eines Motors, auf ein zweites, als Welle ausgebildetes Maschinenteil, z. B. zum Antreiben einer hydrostatischen Pumpe, mit radial außen angeordneten Befestigungsbereichen (11a, 11b, 11c), die der Festlegung an dem ersten Maschinenteil dienen, und mit einer radial innen angeordneten Nabe (12), die nach innengerichtete Vorsprünge (18, 18a, 18b, 18c) aufweist, wobei die Welle in die Nabe in Folge einer axialen Steckbewegung einsetzbar ist, und wobei an der Welle radial nach außen gerichtete komplementäre Vorsprünge angeordnet sind, die mit den nabenseitigen Vorsprüngen zur Erzielung eines Drehschlusses in Eingriff bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbereiche (11a, 11b, 11c) und die Nabe (12) gemeinsam von einem einzigen Kunststoff-Spritzgussteil gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbereiche (11a, 11b, 11c) nach Art von Befestigungsaugen ausgebildet sind und Aufnahmekammern (37) umfassen, in denen metallische Befestigungselemente, insbesondere Metallbuchsen (21, 34) und/oder Befestigungsschrauben (32, 34), anordenbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (21, 34) in den Aufnahmekammern (37) mit radialem Spiel untergebracht sind.
Vorrichtung (10) zur Übertragung von Drehmomenten von einem ersten Maschinenteil, z. B. von einem Schwungrad eines Motors, auf ein zweites, insbesondere als Welle ausgebildetes, Maschinenteil, z. B. zum Antreiben einer hydrostatischen Pumpe, mit radial außen angeordneten Befestigungsbereichen (11a, 11b, 11c), die der Festlegung an dem ersten Maschinenteil dienen, und mit einer radial innen angeordneten Nabe (12) zur Verbindung mit dem zweiten Maschinenteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbereiche (11a, 11b, 11c) Aufnahmekammern (37) für metalli sche Befestigungselemente (21, 34), insbesondere für Metallbuchsen (21) und/oder für Befestigungsschrauben (32, 34) aufweisen, und dass die Befestigungselemente (21, 34) in den Aufnahmekammern (37) mit radialem Spiel (y) untergebracht sind, wobei die Befestigungselemente in den Aufnahmekammern in einem Vormontagezustand der Vorrichtung und/oder in einem Montagezustand der Vorrichtung axial gesichert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe nach innengerichtete Vorsprünge (18, 18a, 18b, 18c) aufweist, wobei das als Welle ausgebildete Maschinenteil in die Nabe (12) in Folge einer axialen Steckbewegung einsetzbar ist, und wobei an der Welle radial nach außen gerichtete komplementäre Vorsprünge angeordnet sind, die mit den nabenseitigen Vorsprüngen (18, 18a, 18b, 18c) zur Erzielung eines Drehschlusses in Eingriff bringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbereiche (11a, 11b, 11c) und die Nabe (12) gemeinsam von einem einzigen Kunststoff-Spritzgussteil gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außenumfang (26) eines Befestigungselementes (21, 34) ein elastisches Element (23) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (23) von einer elastischen Tülle, insbesondere von einer Gummitülle, gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (23) an dem Befestigungselement (21, 34) befestigbar ist, wenn sich das Befestigungselement (21, 34) in der Aufnahmekammer (37) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (23) einen zugehörigen Befestigungsbereich (11a, 20) hintergreift.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Befestigungsbereich (11a) ein Rückhalteelement, insbesondere einen Rückhaltebund (20), für das elastische Element (23) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (37) das elastische Element (23) mit radialem Bewegungsspiel (m) umgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (21, 34) ein Halteelement, insbesondere einen Haltekragen (22), aufweist, der einen Befestigungsbereich (11a, 20) übergreift.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (21, 34) gegen das erste Maschinenteil, insbesondere gegen das Schwungrad, verspannbar ist, und dass der Haltekragen (22) im verspannten Zustand ein axiales Bewegungsspiel (x – l) für den Befestigungsbereich (11a) bereitstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (21) eine Metallbuchse umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Metallbuchse (21) eine Befestigungsschraube (32) anordenbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement eine Bolzenschraube (34) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18, 18a, 18b, 18c) der Nabe (12) Bestandteil des Kunststoff-Spritzgussteiles sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18, 18a, 18b, 18c) der Nabe (12) durch Bearbeitung des Kunststoff-Spritzgussteiles mittels eines Räumwerkzeug herausgearbeitet sind.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (12) und die Befestigungsbereiche (11a, 11b, 11c) radial starr miteinander verbunden sind.