DE102005055771B4

DE102005055771B4 - Kupplungsnabe

Info

Publication number: DE102005055771B4
Application number: DE102005055771A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rimpel; Tobias Wolf
Original assignee: R+W Antriebselemente GmbH
Current assignee: R+W Antriebselemente GmbH
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2025-11-22
Also published as: DE102006049486A1; DE102005055771A1; DE102006049486B4; DE202005021384U1

Abstract

Kupplungsnabe aus thermoplastischem Kunststoff,
gekennzeichnet durch
eine innere kreisringförmige Achsaufnahme (10) und einen kreisringförmige Aussenring (12), an dem Mitnahmeklauen (14) angeordnet sind,
wobei zwischen der Achsaufnahme (10) und dem Aussenring (12) Verbindungsstege (16) so angeordnet sind, dass deren Mittellinien (20) die Mittellinien (22) der Achsaufnahme (10) tangential berühren,
oder die so angeordnet sind, dass sie bei einer radialen Parallelverschiebung von nicht mehr als 30% des Radius der Mittellinie der Achsaufnahme diese Mittelinie (22) tangential berühren,
wobei der Innenquerschnitt der durch die Verbindungsstege (16) begrenzten Hohlräume (24) jeweils nicht mehr als 40% voneinander abweichen, und wobei die Winkel der Schnittlinien zwischen den Verbindungsstegen (16) untereinander oder zwischen den Verbindungsstegen (16) und dem Aussenring (12) bzw. der Achsaufnahme (10) abgerundet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsnabe aus thermoplastischem Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist ein mittels Spritzgiessen hergestelltes Steuerventilgehäuse aus einem thermoplastischen Kunststoff ( DE 100 54 251 A1 ) sowie ferner eine Kupplungsnabe für eine Baureihe von Kupplungen bekannt ( DE 100 51 434 A1 ) und schliesslich eine drehsteife Kupplungsnabe aus einem Kunststoff bekannt ( DE 102 11 484 A1 ).
Es sind somit bereits Kupplungsnaben aus Kunststoff bekannt geworden, bei denen die mangelnde Festigkeit und Formbeständigkeit nachteilig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kupplungsnabe aus Kunststoff zu schaffen, die die Vorteile eines leichten Gewichts mit einer guten Festigkeit und Formbständigkelt verbindet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsnabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wieder.
Die erfindungsgemäße Kupplungsnabe weist zahlreiche Hohltäume auf, wodurch das Gewicht niedrig gehalten werden kann. Dies wird erreicht durch einen Aufbau aus mehreren kreisringförmigen Elementen, einen Aussenring und einer inneren Achsaufnahme sowie gegebenenfalls zusätzlichen Zwischenringen, die durch Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Diese Verbindungsstege sind so angeordnet, dass ihre Mittelinien die Mittelinie der Achsaufnahme tangential berühren. Falls dies wegen ihrer Entfernung von der Achsaufnahme nicht direkt möglich ist, würden sie aber bei einer radialen Parallelverschiebung von nicht mehr als 30% des Radius der Mittellinie der Achsaufnahme diese Mitteilinie tangential berühren.
Bei einer derartigen Ausrichtung der Verbindungsstege lässt sich eine gute Festigkeit und Formbeständigkeit bei möglichst geringem Materialeinsatz erreichen. Der Innenquerschnitt der durch die Verbindungsstege begrenzten Hohlräume sollen möglichst gleich gross sein und nicht mehr als 40%, bevorzugt nicht mehr als 30% voneinander abweichen. Durch einen solchen zellulären Aufbau werden die erfindungsgemässen Vorteile erzielt.
Die erfindungsgemäßen Kupplungsnaben werden bevorzugt aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt, wobei als Fasern Glasfasern Kohle(Carbon)fasern oder Verwendung finden.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Kupplungsnaben erfolgt in Spritzgussformen, die entsprechend der gewünschten Ausgestaltung der Kupplungsnaben geformt sind. Dabei können die Winkel zwischen sich schneidenden Verbindungsstegen oder zwischen Verbindungsstegen den verschiedenen Ringen, wie Achsaufnahme oder Aussenring oder gegenenefalls Zwischenringen aufgrund dieser Herstellungsweise abgerundet sein, wodurch ein Anhaften von Material in spitzen Schnittwinkeln vermieden wird.
Als Material für die Kupplungsnaben finden thermoplastische Kunststoffe Verwendung, insbesondere Polymere mit Heteroatomen in der Hauptkette, z. B. Polyamide, Polyurethane, Polyester, Polytherephtalate oder Polycarbonate.
Die Kunststoffe können insbesondere eine Faserverstärkung enthalten, beispielsweise Glasfasern oder Carbonfasern, Metallfasern oder Textilfasern. Der Gehalt an Fasern kann 25 bis 90 Gew.-% betragen, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Kupplungsnabe mit insgesamt acht Verbindungsstegen;
2 zeigt einen Querschnitt durch eine Kupplungsnabe mit insgesamt acht Verbindungsstegen und einem zusätzlichen Zwischenring;
3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kupplungsnabe mit mit acht Verbindungsstegen;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kupplungsnabe der 1.
In der Querschnittsdarsteilung der 1, ist in 1a der schematische Aufbau der Kupplungsnabe mit vier Verbindungsstegen gezeigt, wobei die Mittellinien der Verbindungsstege die Mittellinie der Achsaufnahme tangential berühren. In 1b ist die aus der schematischen Form der 1a resultierende Ausführungsform mit mit abgerundeten Winkeln dargestellt, die sich aus der Herstellungsweise durch Spritzguss ergiebt. Diese Darstellungsweise ist auch in den folgenden 2 und 3 verwendet worden.
Die Kupplungsnabe enthält eine innere Achsaufnahme 10, die kreisringförmig ausgestaltet ist. Die kreisringförmige Ausgestaltung ist an ihrem inneren Umfang durch einen Mitnehmerausschnitt 18 unterbrochen, in den ein auf der in die Achsaufnahme 10 eingreifenden Achse mit einem Mitnehmer eingreifen kann. in der 1b ist erkennbar, daß die Mittellinien der Verbindungsstege 16 die Mittellinie der Achsaufnahme 10 schneiden.
Die Verbindungsstege 16 verlaufen zwischen der Achsaufnahme 10 und dem Außenring 12, wodurch zwischen der Achsaufnahme 12, den Verbindungstegen 16 und dem Außenring 12 Hohlräume 24 gebildet werden. Diese Hohlräume sollen nach Möglichkeit in ihrem Volumen bzw. ihrem Innenquerschnitt annähernd gleich sein und nicht mehr als 40% voneinander abweichen, bevorzugt nicht mehr als 30%.
Der Außenring 12 trägt an einem seiner Enden Mitnahmeklauen 14, wie aus 4 ersichtlich ist.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kupplungsnabe mit 24 Verbindungsstegen und einem zusätzlichen Zwischenring 26.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform mit insgesamt 12 Verbindungsstegen 16.
Diese Figuren enthalten die gleichen Bezugzahlen wie die 1.
Die 4 zeigen einige perspektivische Darstellungen der Kupplungsnabe der 1.

Claims

Kupplungsnabe aus thermoplastischem Kunststoff, gekennzeichnet durch eine innere kreisringförmige Achsaufnahme (10) und einen kreisringförmige Aussenring (12), an dem Mitnahmeklauen (14) angeordnet sind, wobei zwischen der Achsaufnahme (10) und dem Aussenring (12) Verbindungsstege (16) so angeordnet sind, dass deren Mittellinien (20) die Mittellinien (22) der Achsaufnahme (10) tangential berühren, oder die so angeordnet sind, dass sie bei einer radialen Parallelverschiebung von nicht mehr als 30% des Radius der Mittellinie der Achsaufnahme diese Mittelinie (22) tangential berühren, wobei der Innenquerschnitt der durch die Verbindungsstege (16) begrenzten Hohlräume (24) jeweils nicht mehr als 40% voneinander abweichen, und wobei die Winkel der Schnittlinien zwischen den Verbindungsstegen (16) untereinander oder zwischen den Verbindungsstegen (16) und dem Aussenring (12) bzw. der Achsaufnahme (10) abgerundet sind.
Kupplungsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff enthält.
Verfahren zur Herstellung der Kupplungsnabe nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch Spritzgussverformung von thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere von faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen.