-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung zum Übertragen eines Drehmomentes sowie einen Fahrzeugantriebsstrang, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, umfassend eine solche Kupplung.
-
Kupplungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie dienen zum übertragen von Drehmoment beziehungsweise Drehleistung von einer Welle auf die andere. Derartige Kupplungen können beispielsweise als starre, nicht lösbare, aber auch als schaltbare Kupplungen ausgeführt sein. Auch dienen Kupplungen zu einem starren, drehstarren, elastischen, drehnachgiebigem, beweglichen Verbinden zweier Wellen, wodurch beispielsweise Drehmomentstöße oder Winkelfehler zwischen den Wellen ausgeglichen werden.
-
Die genannten Kupplungen werden dabei bevorzugt in Antriebssträngen von Fahrzeugen, wie Personenkraftwagen, Nutzfahrzeugen, Lastkraftwagen, Bussen oder auch in Schienenfahrzeugen wie Lokomotiven oder Triebwagen eingesetzt. Sie sind dabei wenigstens mittelbar in einer Triebverbindung zwischen einem Antrieb, beispielsweise einem Antriebsmotor wie Verbrennungsmotor, sowie wenigstens einer Arbeitsmaschine, wie einem Aggregat, angeordnet oder sind in eine solche schaltbar. Die vorliegende Erfindung betrifft derartige gattungsgemäße Kupplungen und Antriebsstränge.
-
An Fahrzeugantriebssträngen und deren Kupplungen sind besonders bei Schienenfahrzeugen hohe Anforderungen gestellt. So müssen diese einerseits hohe Antriebsleistungen übertragen. Andererseits muss sichergestellt werden, dass einzelne Komponenten des Schienenfahrzeugs elektrisch voneinander isoliert werden. So ist es zum Beispiel bei Schienenfahrzeugen notwendig, einen elektrischen Kontakt zwischen Radsätzen und dem Fahrzeugantriebsstrang zu unterbrechen, um einen Spannungsüberschlag zwischen diesen Teilen zu verhindern. Ein solcher kann beispielsweise durch einen vorbeifahrenden Zug ausgelöst werden. Auch bei ausschließlich oder zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor mit Fahrstrom angetriebenen Schienenfahrzeugen kann grundsätzlich ein Spannungsüberschlag auftreten.
-
Um diesen zu verhindern, wurde bisher häufig versucht, die elektrische Leitungsverbindung an wenigstens einer Stelle des Fahrzeugantriebsstrangs durch ein Bauteil aus einem elektrischen Isolationsmaterial zu unterbrechen oder gezielt abzuleiten. So ist es beispielweise bekannt, elektrisch nicht leitende Kunststoffscheiben axial zwischen zwei Kupplungshälften einer drehstarren Kupplung anzuordnen. Nachteilig hieran ist jedoch, dass ein relativ komplexer Aufbau der Kupplung nötig ist. Dies liegt daran, dass auch die Verbindungsmittel, die einerseits die Funktion der Drehmomentübertragung zwischen den beiden Kupplungshälften übernehmen und andererseits diese zusammenhalten, einen Stromfluss zwischen den Kupplungshälften sicher unterbinden müssen. Weiterhin ist auch das Setzverhalten insbesondere bei zwischen den beiden Kupplungshälften axial eingespannten Isolatoren kritisch. Es ergibt sich ein Dickenschwund infolge der axialen Verpressung des Isolators über die Verbindungsmittel. Dies kann weitere unerwünschte Nachteile mit sich bringen, bis hin zur Zerstörung der Isolation der Kupplung.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zum Übertragen eines Drehmoments sowie einen Fahrzeugantriebsstrang, insbesondere für ein Schienenfahrzeug umfassend eine solche Kupplung, anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden.
-
Eine erfindungsgemäße Kupplung zum Übertragen eines Drehmoments umfasst eine erste Kupplungshälfte, die an einen Antrieb anschließbar ist, sowie eine zweite Kupplungshälfte, die an eine Arbeitsmaschine anschließbar ist. Wenigstens eine der Kupplungshälften ist zweigeteilt, umfassend ein erstes Teil und ein zweites Teil, wobei die beiden Teile berührungsfrei zueinander angeordnet sind, sodass zwischen den beiden kein Stromfluss stattfindet. Beide Teile begrenzen miteinander einen Hohlraum, der wenigstens einen elektrisch isolierenden Körper enthält. Der Hohlraum und der Körper sind derart gestaltet und angeordnet, dass im Betrieb ein Drehmoment von einem Teil auf das andere Teil übertragen wird.
-
Die erfindungsgemäße Kupplung umfasst damit zwei, insbesondere genau zwei Kupplungshälften. Dabei gilt im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Baugruppe aus den beiden Teilen und dem wenigstens einen Körper als Kupplungshälfte. Pro Kupplungshälfte können somit genau zwei Teile und genau ein Körper oder eine Mehrzahl von Körpern vorgesehen sein.
-
Unter dem Begriff „anschließbar” im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine starre oder lösbare Verbindung der ersten Kupplungshälfte mit dem Antrieb und der zweiten Kupplungshälfte mit der Arbeitsmaschine verstanden. Dabei kann die erste Kupplungshälfte drehfest mit einer Ausgangswelle des Antriebs und die zweite Kupplungshälfte entsprechend mit der Eingangswelle der Arbeitsmaschine starr gekoppelt oder lösbar verbindbar sein. Eine solche Verbindung kann beispielsweise jeweils mittels einer Passung oder eines Ölpressverbands erzielt werden. Als Arbeitsmaschine kommt dabei jegliches Aggregat, wie Haupt- oder Hilfsaggregat, insbesondere eines Fahrzeugs in Betracht. In der Triebverbindung zwischen Antrieb und Arbeitsmaschine kann dabei ein Getriebe vorgesehen sein. Die erfindungsgemäße Kupplung kann an beliebigen Stellen zwischen Antrieb, Getriebe und Arbeitsmaschine angeordnet sein. So kann die Kupplung besonders bevorzugt in integrierten Querantrieben, in denen der Antriebsmotor und das Getriebe sowie deren zugehörige Ein- und Ausgangswellen separat gelagert sind, eingesetzt werden. Ein- und Ausgangswelle, die beiden Teile, der wenigstens eine Körper sowie beide Kupplungshälften können konzentrisch zueinander angeordnet sein.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung von Hohlraum und Körper kann somit Drehmoment beziehungsweise Drehleistung von der ersten Kupplungshälfte, nämlich über das erste Teil, den Körper und das zweite Teil, auf die zweite Kupplungshälfte übertragen werden. Der elektrisch isolierende Körper erfüllt somit zugleich drei Funktionen: Er verbindet die beiden Teile wie bei einer Welle-Nabe-Verbindung und dient damit als Übertragungsglied für Drehmoment oder Drehleistung. Zusätzlich zu einer solchen Übertragung dient er als Abstandshalter und damit zur Vermeidung einer direkten Berührung der beiden Teile sowie gleichzeitig als elektrischer Isolator zwischen den beiden Kupplungshälften. Die erfindungsgemäße Kupplung bietet dabei eine besonders in Axialrichtung günstige Bauweise, wodurch der bei Fahrzeugantriebssträngen knappe axiale Bauraum optimal ausgenutzt wird.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist der Körper kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit den beiden Teilen der wenigstens einen Kupplungshälfte verbunden, insbesondere in den Hohlraum eingegossen, eingespritzt oder eingeschoben und insbesondere in Axialrichtung durch Mittel gegen Herausfallen aus den beiden Teilen gesichert. Dabei ist die Form des Körpers komplementär zu dem Hohlraum ausgeführt. Prinzipiell ist jegliche mögliche Form von Körper und Hohlraum denkbar, soweit sie nur eine Art Welle-Nabe-Verbindung zwischen den beiden Teilen der jeweiligen Kupplungshälfte herstellt. Insbesondere soll der Körper spielfrei in dem Hohlraum gehalten sein. Dabei können die beiden Teile und der Körper so ausgestaltet und gefertigt werden, dass sie im zusammengebauten Zustand nur noch ein einziges zusammenhängendes Bauteil ergeben. Der Montagevorgang kann dabei wie folgt exemplarisch ablaufen: Zuerst werden im Falle des Urformens beide Teile in ihre später einzunehmende Lage relativ zueinander verbracht. Hiernach wird die Ausgangsmasse des elektrisch isolierenden Körpers, beispielsweiße ein Pulver, eine Vergußmasse oder eine Schmelze in den wenigstens einen Hohlraum eingebracht. Die beiden Teile dienen hierbei gleichzeitig als Formteilhälften und bestimmen die spätere Kontur der ausgehärteten Ausgangsmasse des Körpers. Nach dem Einbringen der Ausgangsmasse wird diese ausgehärtet, beispielsweise durch Erhitzen, Abkühlen der Ausgangsmasse, Zuführen von sonstiger Energie oder durch einen anderen Prozess. Dazu kann den beiden als Formteilhälften fungierenden Teilen entsprechend Wärme zu- oder abgeführt werden. Nach dem Aushärten können die beiden Teile sowie der Körper dann physisch ein einziges Bauteil und damit die eine Kupplungshälfte ausbilden. Ein Trennen des Bauteils in seine Einzelteile, ein Lösen des Körpers aus dem Hohlraum wird dabei in der Regel nicht mehr ohne eine Zerstörung des Körpers möglich sein. Dies ist jedoch nicht zwingend für die vorliegende Erfindung notwendig.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Mittel gegen Herausfallen wechselweise von beiden Teilen gebildet und sind insbesondere nach Art von Klauen oder Zähnen ausgeführt, die den Körper in Axialrichtung zwischen sich einschließen. Selbstverständlich wäre es denkbar, alternativ oder zusätzlich beispielsweise Schrauben zu verwenden, welche jeweils das erste beziehungsweise zweite Teil mit dem Körper verbinden. Solche Schrauben könnten mit ihrer Längsachse parallel zur Drehachse der Kupplung seitlich in wenigstens eines der beiden Teile, beispielsweise in den Körper eindringend, der entsprechenden Kupplungshälfte eingeschraubt werden. Die Montage der Kupplungshälfte erfolgt wie folgt: Zunächst wird der wenigstens eine Körper auf eines der beiden Teile aufgelegt oder in dieses eingeschoben. Dann wird das zweite Teil herangezogen und beide Teile werden miteinander gefügt. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass das zweite Teil auf das erste, den Körper tragende Teil geschoben wird, zum Beispiel in Axialrichtung. Der Körper wird durch die Mittel gegen axiales Herausfallen gesichert. Eine so ausgeführte und montierte Kupplungshälfte kann dann in der Regel ohne eine Zerstörung des Körpers wieder in ihre Einzelteile zerlegt werden. Dies erfolgt umgekehrt zur Montage durch Lösen der Mittel, beispielweise durch Abziehen der beiden Teile in Axialrichtung voneinander. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einem Verschleiß der Körper einfach und schnell gegen einen neuen ausgetauscht werden kann, da er dann aus dem Hohlraum heraus lösbar ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erste Teil als Nabe und das zweite Teil als ein die Nabe umgebender Ring ausgeführt, zwischen denen ein Radialspalt besteht. Somit sind Nabe und Ring konzentrisch zueinander angeordnet, wodurch ein ringförmiger Radialspalt im zusammengebauten Zustand der Kupplung entsteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Hohlraum im Bereich des Radialspalts angeordnet oder wird von diesem ausgebildet. Somit kann der wenigstens eine Körper, welcher zwischen Nabe und Ring angeordnet ist, insbesondere vollständig in Umfangsrichtung von dem Hohlraum umschlossen sein. Auch können Nabe und Ring so ausgebildet sein, dass sie diesen in Axialrichtung vollständig umgreifen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Hohlräumen vorgesehen, welche von aufeinander zugewandten Seiten der beiden Teile vorspringenden Zähnen oder Klauen begrenzt werden, wobei der Körper als Zahnkranz ausgeführt ist, welcher komplementär ausgebildete Zähne oder Klauen aufweist, in die die Zähne oder Klauen des ersten und des zweiten Teils eingreifen. Der Zahnkranz weist damit sowohl auf seinem radial äußeren als auch auf seinem radial inneren Umfang in Radialrichtung hervorspringende Zähne oder Klauen auf, ist also doppeltverzahnt. Unter Zähnen oder Klauen im Sinne der vorliegenden Erfindung werden jegliche Formen, wie Vorsprünge und entsprechende Vertiefungen verstanden, die geeignet sind ein Drehmoment zu übertragen. Die Zähne beziehungsweise Klauen des Zahnkranzes können dabei über einen Steg miteinander verbunden sein und damit ein einziges Bauteil bilden. Alternativ wäre es denkbar, die Zähne frei von solch einem Steg zu gestalten. In diesem Fall würde der Körper aus einer Mehrzahl über den Umfang verteilten, zu den Klauen und Zähnen des ersten und zweiten Teils komplementär ausgeführten Klauen und Zähne bestehen. Bei Ausbildung der beiden Teile als Nabe und Ring können die Zähne oder Klauen der beiden Teile (Nabe und Ring) von den einander radial gegenüberstehenden Seiten der beiden Teile in Radialrichtung hervorspringen. Mit den radial gegenüberstehenden Seiten sind dabei jene Oberflächen gemeint, die den Radialspalt miteinander begrenzen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplung als drehstarre Kupplung, wie Membrankupplung, ausgeführt, bei der zwischen den beiden Kupplungshälften eine Membran angeordnet ist. Letztere kann dank der elektrischen Isolationswirkung des Körpers wie die Kupplungshälften auch aus elektrisch leitfähigem Material, wie Metall, bestehen.
-
Besonders bevorzugt weist der Körper ein Material mit hohen elastischen Eigenschaften, insbesondere von geringer Sprödigkeit und hoher Duktilität auf. Derartige Eigenschaften erfüllen insbesondere elektrisch nicht leitfähige Kunststoffe. So könnte der Körper einen thermoplastischen Kunststoff, wie Polyamid, aufweisen oder vollständig aus einem solchen, beispielsweise durch Urformen oder Zerspanen, hergestellt sein.
-
Ein erfindungsgemäßer Fahrzeugantriebsstrang, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, umfasst einen Antrieb, umfassend eine Ausgangswelle sowie eine vom Antrieb über eine Eingangswelle angetriebene Arbeitsmaschine, wie ein Aggregat, sowie eine Kupplung, umfassend eine erste Kupplungshälfte, die mit der Ausgangwelle und eine zweite Kupplungshälfte, die mit der Eingangswelle verbunden oder verbindbar ist. Dabei ist die Kupplung gemäß der Erfindung ausgeführt, wobei wenigstens die mit der Ausgangswelle verbundene Kupplungshälfte zweigeteilt ausgeführt ist.
-
Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und den dargestellten Figuren erläutert werden.
-
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstrangs;
-
2 eine erste Ausführungsform einer Kupplung in einem Axialschnitt durch deren Drehachse;
-
3 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes von 2;
-
4a und 4b weitere Ausführungsformen der Kupplung in einem Schnitt A-A aus den 2 und 3 senkrecht zur Drehachse der Kupplung.
-
1 zeigt in einer stark schematischen Darstellung den Antriebsstrang eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorliegend um ein Schienenfahrzeug, welches beispielsweise zwei gleichwertige Fahrrichtungen aufweist. Wie dargestellt, weist das Fahrzeug zwei Achsen mit jeweils daran angeordneten Rädern 8 auf. Selbstverständlich könnten mehr als zwei Achsen vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall wird nur eine der Achsen mit dessen Rädern 8 angetrieben. Dies könnte auch anders sein. So könnten auch alle Achsen des Fahrzeugs angetrieben sein. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dazu nur die rechte Achse über ein Radsatzgetriebe 9 angetrieben. Letzteres bildet dabei einen Teil des dargestellten Fahrzeugantriebsstrangs, um wenigstens die Räder 8 anzutreiben. Der Fahrzeugantriebsstrang umfasst einen Antrieb 6, beispielsweise in Form eines Antriebsmotors, wie Verbrennungsmotor. Weiterhin weist der Fahrzeugantriebsstrang ein Wechselgetriebe 10 auf, welches dem Antrieb 6 in Leistungsübertragungsrichtung nachgeschaltet ist.
-
Das Wechselgetriebe 10 kann dabei ein Wendegetriebe, welches auch als Umkehrgetriebe bezeichnet wird, umfassen. Es dient dazu, immer mit derselben Drehrichtung und der durch das Wechselgetriebe 10 eingestellten gewünschten Drehzahl die zur Verfügung stehende Leistung an die gewünschte Fahrtrichtung des Fahrzeugs anzupassen. An einen Ausgang wie Nebenzweig oder Nebenabtrieb des Wechselgetriebes 10 kann das Radsatzgetriebe 9 angeschlossen sein. An einen weiteren Ausgang kann wenigstens ein weiteres Aggregat, hier mit 7 bezeichnet, angekoppelt oder ankoppelbar sein. Bei dem Aggregat 7 kann es sich beispielsweise um einen Generator zur Bordnetzversorgung, eine Hydraulikpumpe zum Antrieb von hydraulischen Lüftern oder dergleichen handeln. Als Aggregate kommen auch Kompressoren, beispielsweise für die Klimatisierung, oder für pneumatische Systeme in Betracht.
-
Vorliegend ist in der Triebverbindung zwischen dem Antrieb 6 und dem weiteren Aggregat 7 beziehungsweise dem Radsatzgetriebe 9, genauer gesagt zwischen dem Antrieb 6 und dem Wendegetriebe 10, eine Kupplung angeordnet. Selbstverständlich könnte die Kupplung auch innerhalb des Wendegetriebes 10 oder zwischen Wendegetriebe 10 und nicht dargestelltem Umkehrgetriebe angeordnet sein. Auch zwischen dem Wendegetriebe 10 und dem Aggregat 7, dem Wendegetriebe 10 und dem Radsatzgetriebe 9 oder an einer sonstigen Stelle im Antriebsstrang könnte eine solche Kupplung vorgesehen sein. Somit könnten mehr als eine der erfindungsgemäßen Kupplungen in dem erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebsstrang Verwendung finden. Die Kupplung weist dabei zwei Kupplungshälften 1, 2 auf. Im vorliegenden Fall ist die dem Antrieb zugeordnete erste Kupplungshälfte 1 drehstarr an eine Ausgangswelle 3 des Antriebs 6 angeordnet. Die zweite Kupplungshälfte 2 ist ebenfalls drehstarr an eine Eingangswelle des Wechselgetriebes 10 angeschlossen. Die entsprechende Verbindung kann dabei zum Beispiel mittels eines Ölpressverbands realisiert werden.
-
In 2 ist in einem Axialschnitt durch die Drehachse der Kupplung der Aufbau gemäß einer Ausführungsform der Kupplung gezeigt. Sich entsprechende Bauteile sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die dem Antrieb 6 zugewandte erste Kupplungshälfte 1 ist vorliegend zweiteilig ausgeführt und auf die Eingangswelle 3 aufgesetzt. Dabei ist ein erster, hier radial innerer Teil 1.1 vorgesehen, der vorliegend als Nabe ausgeführt ist. Teil 1.1 wird hier in Umfangsrichtung von einem zweiten Teil 1.2, vorliegend als Ring ausgeführt, umschlossen. Beide Teile 1.1, 1.2 sind über wenigstens einen Körper 4 miteinander gekoppelt.
-
In dem dargestellten Axialschnitt sind zwei Hohlräume 1.3 mit jeweils einem darin angeordneten Körper 4 dargestellt. Es könnten jedoch mehr oder weniger als die dargestellten Hohlräume und Körper vorgesehen und auf dem Umfang der Kupplung verteilt angeordnet sein. Die der ersten Kupplungshälfte 1 unmittelbar axial gegenüberstehende zweite Kupplungshälfte 2 ist im vorliegenden Fall einteilig ausgeführt. Jedoch könnte auch sie alternativ oder zusätzlich wie die dargestellte erste Kupplungshälfte 1.1 ebenfalls zweiteilig ausgeführt sein. Um nun einen Stromfluss, beispielsweise von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite – also von dem Antrieb 6 auf das Wechselgetriebe 10 – zu verhindern, ist im vorliegenden Fall zwischen den beiden Teilen 1.1, 1.2 der Kupplungshälfte 1 der Körper 4 aus elektrisch isolierender Material hergestellt. Er ist zudem in so bemessen, dass sich beide Teile 1.1, 1.2 auf diesem zwar abstützen, aber nicht gegenseitig berühren können. Dazu bilden beide Teile 1.1, 1.2 einen Spalt, hier in Form eines Radialspalts 1.4, miteinander aus. Radialspalt 1.4 verläuft hier über nahezu die gesamte Axialerstreckung der ersten Kupplungshälfte 1. Bevorzugt ist die Spaltbreite, also der Abstand der einander zugewandten und den Radialspalt 1.4 bildenden Flächen der beiden Teile 1.1 und 1.2, auf der gesamten Axialerstreckung der ersten Kupplungshälfte 1 im zusammengebauten Zustand der Kupplung gleichbleibend. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig, sodass sich die Spaltbreite entsprechend ändern könnte. Alternativ könnte der Spalt in dem Axialschnitt gesehen konisch verlaufen, bei konstanter oder sich ändernder Spaltbreite.
-
Unabhängig von der dargestellten Ausführungsform, können beide Kupplungshälften 1, 2 über nicht dargestellte Verbindungsmittel wie Schrauben beispielsweise starr miteinander gekoppelt sein. Dazu wird in der Regel die erste Kupplungshälfte 1 im Bereich des vom ersten Teil 1.1 elektrisch entkoppelten zweiten Teils 1.2 direkt oder indirekt mit der zweiten Kupplungshälfte 2, beispielsweise über Schrauben verbunden. Das bedeutet, dass ein Stromfluss zwischen der zweiten Kupplungshälfte 2 und dem zweiten Teil 1.2 der ersten Kupplungshälfte prinzipiell möglich ist. Eine weitere elektrische Leitung auf das erste Teil 1.1 wird jedoch aufgrund des elektrisch isolierenden Körpers 4 verhindert.
-
Wie man der 2 weiter entnimmt, ist zur Übertragung des Drehmoments zwischen den beiden Kupplungshälften 1, 2 zusätzlich eine Membran 5 vorgesehen. Membran 5 ist axial zwischen den Kupplungshälften 1, 2 angeordnet und mit diesen über die genannten Verbindungsmittel drehstarr gekoppelt. Sie ist vorliegend in Bezug auf die Drehachse der Kupplung radial außerhalb des Körpers 4 angeordnet und damit dem zweiten Teil 1.2 zugeordnet. Membran 5 ermöglicht es Winkelfehlstellungen der beiden Kupplungshälften 1, 2 und der Wellen 3 und 4 zueinander auszugleichen. Zusätzlich zu der elektrisch isolierenden Funktion sowie der berührungsfreien Abstandshaltung dient der erfindungsgemäße Körper 4 noch der Drehmomentübertragung vom ersten Teil 1.1 auf das zweite Teil 1.2. Dies wird noch anhand der verbleibenden Figuren näher erläutert. Körper 4 ist dazu in einem Hohlraum 1.3 angeordnet, den beide Teile 1.1, 1.2 miteinander begrenzen. Im vorliegenden Fall wird ein Teil des Hohlraums 1.3 jeweils zu gleichen Teilen von dem ersten Teil 1.1 sowie von dem zweiten Teil 1.2 ausgebildet. Dies muss jedoch nicht zwingend der Fall sein.
-
Körper 4 kann durch Spritzen erzeugt werden. Dazu wird zunächst auf das erste Teil 1.1 das zweite Teil 1.2 in Axialrichtung aufgeschoben. Anschließend wird durch den sich einstellenden Spalt 1.4 zwischen den beiden Teilen 1.1, 1.2 die Ausgangsmasse des elektrisch isolierenden Körpers 4 eingespritzt oder eingegossen. Bei der Ausgangsmasse kann es sich um eine Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffs, wie Polyamid handeln. Nach Abkühlung erstarrt der Körper 4 zwischen den beiden Teilen 1.1, 1.2 zu seiner, insbesondere den gesamten Hohlraum 1.3 ausfüllenden Form. Teil 1.1, 1.2 und Körper 4 bilden nun ein einziges zusammenhängendes Bauteil. Am Herausfallen in Axialrichtung wird der Körper 4 vorliegend durch in Radialrichtung aufeinander zuweisende Vorsprünge, beispielsweise in Form von Zähnen oder Klauen 1.5, 2.1 der beiden Teile 1.1, 1.2 gehindert.
-
Diese Mittel gegen axiales Herausfallen sind dann besonders vorteilhaft, wenn der Körper 4 durch den Urformprozess nicht stoffschlüssig mit den Vorsprüngen verbunden ist. Die Zähnen oder Klauen sind wie in dem Axialschnitt gezeigt, vorliegend an den beidseitigen axialen Enden des ersten sowie des zweiten Teils 1.1, 1.2 angeordnet. Zähne oder Klauen 2.1 sind einteilig mit dem entsprechenden Teil 1.2 ausgeführt. Sie stehen entsprechenden Zähnen oder Klauen 1.5 des Teils 1.1 direkt gegenüber. Zähne oder Klauen 1.5, 2.1 liegen auf Höhe des Spalts 1.4. Zähne oder Klauen 1.5, 2.1 können als in Radialrichtung verlaufende scheibenförmige Vorsprünge ausgeführt sein. Sie können den Körper 4 umgreifen oder in ihn infolge des Urformprozesses auch wenigstens teilweise durchdringen, also in diesen miteingegossen sein. Dadurch wird eine noch stärkere Verbindung zwischen Hohlraum 1.3 und Körper 4 erzielt, wodurch ein axiales Herausfallen sicher verhindert wird. In diesem Fall kann auf die genannten Schrauben verzichtet werden.
-
In 3 ist eine Weiterbildung der Ausführungsform gemäß 2 dargestellt. Hier kann der Körper wie mit Bezug auf 2 ausgeführt, ebenfalls durch Gießen oder Spritzen hergestellt werden. Es ergibt sich jedoch noch ein Vorteil: Der urgeformte Körper 4 kann bei dieser Ausführungsform zerstörungsfrei aus den beiden Teilen 1.1, 1.2 entnommen werden. Dazu sind die entsprechenden Zähne oder Klauen 1.5, 2.1 der Teile 1.1, 1.2 asymmetrisch in Bezug auf die Symmetrieebene des Spalts 1.4 ausgeführt. So weist beispielsweise der erste Teil 1.1 an seinem der zweiten Kupplungshälfte 2 zugewandten Ende einen entsprechenden Vorsprung in Form eines Zahns oder einer Klaue 1.5 auf. Das freie Ende der Klaue 1.5 weist in Radialrichtung über den Spalt 1.4 hinaus. Entsprechend ist auch die Klaue 2.1 ausgeführt. Sie ist auf der der Klaue 1.5 gegenüberliegenden, der zweiten Kupplungshälfte 2 abgewandten Seite angeordnet und verläuft in Radialrichtung auf das erste Teil 1.1. Dabei reicht das freie Ende der Klaue 2.1 radial unterhalb des Spalts 1.4. Die Klauen oder Zähne 1.5., 2.1 können dabei einteilig oder separat zu den entsprechenden Teilen 1.1, 1.2 ausgeführt sein. In jedem Fall bilden die einander zugewandten Seiten der Zähne oder Klauen 1.5, 2.1 den Spalt 1.4 miteinander aus. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sollten zur einfacheren Entnahme des Körpers 4 bei der Demontage der Kupplungshälfte 1 dieser nicht zusammen mit den Zähnen oder Klauen 1.5, 2.1 vergossen sein.
-
Die Montage einer zweigeteilten Kupplungshälfte, bei der der Körper 4 insbesondere außerhalb der Teile 1.1, 1.2 gefertigt wurde, kann wie folgt ablaufen: Zunächst wird der wenigstens eine Körper 4 radial außen auf das erste Teil 1.1 aufgelegt beziehungsweise in dieses in Axialrichtung eingeschoben. Anschließend wird das zweite Teil 1.2 ebenfalls in Axialrichtung auf die beiden miteinander gefügten Teile 1.1, 4 geschoben. Dabei wird der Körper 4 nun sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung von den beiden Teilen 1.1, 1.2 gehalten und umschlossen. Um ein Auseinanderfallen der miteinander gefügten Teile 1.1, 1.2 und 4 zu verhindern, können beispielsweise nicht dargestellte Schrauben in Axialrichtung durch das jeweilige Teil 1.1, 1.2 eingebracht werden und mit dem Körper 4 unter Verhinderung eines Stromflusses verschraubt werden. In den 4a und 4b sind zwei besonders bevorzugte Ausführungsformen der Kupplung, wie sie in den 2 und 3 gezeigt sind, dargestellt. Sich entsprechende Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die 4a und 4b zeigen einen teilweise Darstellung der Kupplung jeweils einen Axialschnitt senkrecht zu der Drehachse der Kupplung in Richtung der Pfeile A-A aus den 2 und 3.
-
Wie man der 4a entnehmen kann, weist das erste als Nabe ausgeführte Teil 1.1 sowie das zweite als Ring ausgeführte Teil 1.2 eine entsprechende Verzahnung auf. Im vorliegenden Fall ist die Nabe außenverzahnt, während der Ring innenverzahnt ist. Dabei stehen sich dabei die Zähne oder Klauen 1.6, 1.7 gegenüber, also Zahn auf Zahn. Dies könnte jedoch auch anders sein. So könnte einer der Zähne 1.7 der Nabe in den Zwischenraum zwischen zwei Zähnen 1.6 des Rings eingreifen, oder umgekehrt. Der Körper 4 ist dabei komplementär zu der Verzahnung nach Art eines Zahnkranzes ausgeführt, der radial zwischen dem ersten sowie dem zweiten Teil 1.1, 1.2 angeordnet ist. Der dargestellte Spalt, der sich zwischen dem Körper 4 und dem entsprechenden Teil 1.1, 1.2 ergibt, ist vorliegend übertrieben groß dargestellt. Der in den vorangegangenen Figuren dargestellte Spalt 1.4 ist hier nicht gezeigt. Über die gezeigte Verzahnung kann nun Drehmoment vom ersten Teil 1.1 über den Körper 4 auf das zweite Teil 1.2 und schließlich auf die zweite Kupplungshälfte 2 übertragen werden. In 4b ist eine alternative Ausführungsform zu 4a dargestellt. Dabei ist eine Mehrzahl von Körpern 4, welche in eine entsprechende Anzahl von Hohlräumen 1.3 eingebracht ist, vorgesehen. Die Hohlräume 1.3 sowie Körper 4 sind wie dargestellt im Axialschnitt kreisförmig. Sie können dabei ein Zylindervolumen begrenzen. Auch andere, im Axialschnitt gesehene Querschnittsformen der Hohlräume 1.3 und Körper 4, beispielsweise drei-, vier oder mehreckige, sind denkbar. Dies gilt auch für einen Längsschnitt durch den Körper 4 sowie den Hohlraum 13 durch die Drehachse der Kupplung.
