DE102015102843B4

DE102015102843B4 - Elastische Kupplungsvorrichtung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellenenden

Info

Publication number: DE102015102843B4
Application number: DE102015102843.3A
Authority: DE
Inventors: Marc Absenger; Mark Schmidt; Michael Engelmann; Michael Schwekutsch
Original assignee: GKN Automotive Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2035-02-28
Also published as: DE102015102843A1; WO2016134914A1; CN208870946U

Abstract

Elastische Kupplungsvorrichtung (1) zur koaxialen Verbindung eines ersten Wellenendes (2) mit einem zweiten Wellenende (3), zumindest aufweisend eine hülsenartige erste Aufnahme (4) zur verdrehfesten Anordnung des ersten Wellenendes (2) und eine in einer axialen Richtung (5) beabstandet und koaxial zu der ersten Aufnahme (4) angeordnete hülsenartige zweite Aufnahme (6) zur verdrehfesten Anordnung des zweiten Wellenendes (3), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahme (4) und die zweite Aufnahme (6) mit jeweils einer von zwei Stirnseiten (7, 8) eines hülsenartigen Verbindungselements (9) verbunden sind, und sich weiter das Verbindungselement (9) zwischen seinen Stirnseiten (7, 8) in radialer Richtung (10) nach außen wölbt, so dass dort ein in einer Umfangsrichtung (11) umlaufender Hohlraum (12) gebildet ist; wobei das Verbindungselement (9) aus einem der folgenden Werkstoffe (18) hergestellt ist: metallischer Werkstoff; Kunststoff, dabei kein Elastomer; faserverstärktes Verbundmaterial.

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplungsvorrichtung zur koaxialen Verbindung zweier Wellenenden. Die Kupplungsvorrichtung wird insbesondere zur Übertragung eines Drehmoments von einem Antrieb (z. B. Motor und/oder Getriebe) zum Abtrieb (z. B. Differential, Achsgetriebe, Getriebe) eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Bevorzugt ist die Kupplungsvorrichtung zur Verbindung einer Antriebswelle einer elektrischen Antriebseinheit mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes vorgesehen, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
Insbesondere bei elektrischen Antriebseinheiten (Elektromotoren) werden Antriebswelle und Getriebeeingangswelle üblicherweise ungedämpft und/oder ungefedert z. B. über eine Wellenverzahnung verdrehsteif miteinander verbunden. Eine Dämpfung, die bei konventionellen Verbrennungsmotoren durch bekannte Kupplungsscheiben oder hydrodynamische Drehmomentwandler sichergestellt ist, ist bei elektrischen Antriebseinheiten bisher nicht vorgesehen. Gerade in Kraftfahrzeugen treten jedoch hochdynamische Lastrichtungswechsel auf, z. B. durch Bremseingriffe von ABS (Anti-Blockier-System), ESP (Elektronisches Stabilitäts-Programm) und anderen Systemen oder durch Wechselreaktionen infolge veränderlicher Traktionsbedingungen auf der Fahrbahn. Dies führt, insbesondere verstärkt durch die typisch hohen Massenträgheitsmomente der elektrischen Antriebseinheiten, zu Stößen mit signifikanten Lastüberhöhungen im gesamten Antriebsstrang. Dadurch kann die Lebensdauer aller drehmomentübertragenden Teile des Getriebes, der Antriebseinheit und ggf. weiterer Komponenten des Antriebstranges deutlich reduziert werden. Zudem treten in den bekannten nicht gedämpften Systemen die für den Fachmann bekannten NVH- (noise, vibration, harshness) Probleme auf.
Solche Kupplungsvorrichtungen sind unter anderem aus der US 6,470,560 B1 und der EP 1 170 076 A1 bekannt, in denen eine ungedämpfte Verbindung durch eine Hülse erzeugt wird, in der beide zu verbindenden Wellenenden über Verzahnungen verdrehfest aufgenommen sind.
Eine elastische Kupplung ist aus der DE 93 08 521 U1 bekannt, in der ein riemenförmiges, elastisches Kupplungselement eingesetzt wird. Solche Kupplungselemente, bei denen die Elastizität im Wesentlichen oder nahezu ausschließlich durch die Materialeigenschaften des eingesetzten Werkstoffes (z. B. Elastomer) erzeugt wird, sind verschleißbehaftet und damit hinsichtlich der Lebensdauer begrenzt und sind im Hinblick auf NVH-Eigenschaften ungeeignet.
Derartige elastische Kupplungen sind auch aus den DE 880 980 B , DE 710 166 A , DE 12 44 492 A und US 2 901 896 A bekannt, wobei dort elastische Zwischenstück oder Muffen aus Gummi offenbart werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine elastische Kupplungsvorrichtung bereitzustellen, die die Lastüberhöhungen und die stoßbedingte Geräuschentwicklung (NVH) reduziert, eine erhöhte Lebensdauer aufweist und ggf. eine Reduzierung der Baugröße von Antriebsteilen ermöglicht (u. a. durch nun eingeführte Dämpfung und Reduzierung der Lastüberhöhungen). Diese Kupplungsvorrichtung soll weiter eine Reduktion von Herstellungs-, Montage- und Wartungskosten ermöglichen. Weiter ist gewünscht, dass die Kupplungsvorrichtung geeignet ist, einen gegebenenfalls auftretenden (geometrischen) Versatz der verbundenen Wellenenden wenigstens teilweise zu kompensieren.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einer elastischen Kupplungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Kupplungsvorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Demnach wird eine elastische Kupplungsvorrichtung zur koaxialen Verbindung eines ersten Wellenendes mit einem zweiten Wellenende vorgeschlagen, zumindest aufweisend eine hülsenartige erste Aufnahme zur verdrehfesten Anordnung des ersten Wellenendes und eine in einer axialen Richtung beabstandet und koaxial zu der ersten Aufnahme angeordnete hülsenartige zweite Aufnahme zur verdrehfesten Anordnung des zweiten Wellenendes. Die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme sind dabei mit jeweils einer von zwei Stirnseiten eines hülsenartigen Verbindungselements verbunden. Weiterhin wölbt sich das Verbindungselement zwischen seinen Stirnseiten in radialer Richtung nach außen, so dass dort ein in einer Umfangsrichtung umlaufender Hohlraum gebildet ist. Das heißt mit anderen Worten auch, dass sich das Verbindungselement zwischen den Stirnseiten und in einer radialen Richtung nach außen erstreckt, so dass durch das Verbindungselement zwischen seinen Stirnseiten und in der radialen Richtung außerhalb der Aufnahmen der umlaufende Hohlraum gebildet ist.
Die Elastizität der Kupplungsvorrichtung wird überwiegend bzw. im Wesentlichen (oder sogar nahezu ausschließlich) durch die Gestalt der Kupplungsvorrichtung hergestellt und weniger (vernachlässigbar) durch den eingesetzten Werkstoff.
Bevorzugt ist die Kupplungsvorrichtung einteilig und vollständig aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
Die Kupplungsvorrichtung wird auf die Wellenenden aufgeschoben, so dass die Wellenenden in der jeweiligen Aufnahme angeordnet sind.
Das Verbindungselement bildet bevorzugt zwischen den Stirnseiten einerseits radial innenliegende Aufnahmen zum (umfassenden) Kontakt mit den Wellenenden und andererseits eine radial außenliegende Wölbung aus, die einander zumindest teilweise beabstandet voneinander überdecken.
Die Kupplungsvorrichtung ermöglicht eine elastische Verbindung von zwei koaxial zueinander angeordneten Wellenenden, wobei durch das Verbindungselement etwaige Schwingungen in axialer Richtung oder Umfangsrichtung gedämpft werden. Weiterhin können geometrische Abweichungen, wie z. B. ein Winkelversatz der Drehachsen der Wellenenden, in gewissen Grenzen ausgeglichen werden. Insbesondere kann ein Winkelunterschied von der Drehachse des ersten Wellenendes zur Drehachse des zweiten Wellenendes (von 0,1 Winkelgrad) bis zu 0,2 Winkelgrad ausgeglichen werden. Dadurch kann insbesondere auch die Belastung der drehfesten Verbindung zwischen Wellenende und Aufnahme verringert und somit der Bildung von Passungsrost entgegengewirkt werden.
Insbesondere weist zumindest eine der Aufnahmen eine Keilverzahnung zur verdrehfesten Anordnung des Wellenendes auf. Verdrehfeste Verbindungen zwischen Wellenende und Aufnahme können z. B. auch mittels Passfedern und Nuten und/oder mittels Presssitzen hergestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Verbindungselement in dem Bereich benachbart zum Hohlraum eine Mehrzahl von Öffnungen auf. Damit ist insbesondere der radial außenliegende Abschnitt mit der Wölbung gemeint. Die Mehrzahl von Öffnungen erlaubt eine stärkere Verformung des Verbindungselements und damit eine stärkere Veränderung einer Lage der Aufnahmen zueinander in zumindest eine der folgenden Richtungen: axiale Richtung; radiale Richtung und Umfangsrichtung. Durch die Größe, Lage und Anzahl der Öffnungen kann die Steifigkeit der Kupplungsvorrichtung auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.
Insbesondere erstreckt sich das Verbindungselement, ausgehend von der Verbindung mit den Aufnahmen, als eine (theoretisch geschlossen gedachte) stetig verlaufende Fläche in Umfangsrichtung und in axialer Richtung, sowie in radialer Richtung außerhalb der Aufnahmen. Stetig heißt, dass die Fläche des Verbindungselements keine Sprungstellen aufweist. Die Öffnungen sind in dieser insgesamt stetigen Oberfläche angeordnet.
Insbesondere erstrecken sich die zwei Aufnahmen, ausgehend von der jeweiligen Verbindung mit einer Stirnseite des Verbindungselements entlang der axialen Richtung hin zueinander. Das bedeutet insbesondere, dass die beiden Aufnahmen ausgehend von den Stirnseiten etwa zylindrisch geformt sind und auf einander ausgerichtet zulaufen.
Insbesondere ist zumindest eine Stirnseite des Verbindungselements an einer Endfläche zumindest einer der Aufnahmen angeordnet, wobei die Endfläche dieser Aufnahme der anderen Aufnahme zugewandt ist. Bevorzugt sind beide Stirnseiten des Verbindungselements an Endflächen (Stirnflächen) der Aufnahmen angeordnet, so dass das Verbindungselement in der axialen Richtung im Wesentlichen (ausschließlich) zwischen den zwei Aufnahmen angeordnet ist.
Bevorzugt ist die Kupplungsvorrichtung einteilig und stoffschlüssig ausgeführt. Stoffschlüssige Verbindungen werden alle Verbindungen genannt, bei denen die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Sie sind gleichzeitig nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel trennen lassen.
Insbesondere ist die Kupplungsvorrichtung auch einteilig hergestellt, z. B. durch Gießen, wobei weitere Nachbearbeitungen durch Umformen oder spanende Bearbeitung nicht ausgeschlossen sind.
Insbesondere ist die Kupplungsvorrichtung aus mehreren Einzelteilen hergestellt, die zur Bildung der Kupplungsvorrichtung miteinander stoffschlüssig (z. B. durch Schweißen, Kleben oder Löten) verbunden sind. Die Einzelteile können jeweils z. B. durch Urformverfahren (z. B. Gießen) oder Umformverfahren (z. B. Tiefziehen o.ä.) hergestellt sein.
Insbesondere sind zumindest die Aufnahmen aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement aus einem der folgenden Werkstoffe hergestellt: metallischer Werkstoff; Kunststoff mit wesentlich geringerer Elastizität als Elastomer (also gerade kein Elastomer); faserverstärktes Verbundmaterial (z. B. GFK; CFK).
Bevorzugt findet die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung Verwendung zur Übertragung von Drehmomenten bei Welle-Welle und Welle-Nabe-Verbindungen. Insbesondere sollen hierbei die Drehmomente zwischen einer Antriebswelle und einer Getriebeeingangswelle übertragen werden. Bevorzugt ist die Antriebswelle dabei einer elektrischen Antriebseinheit zugeordnet, insbesondere einer elektrischen Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges.
Bei Anordnung der Kupplungsvorrichtung zwischen einer elektrischen Antriebseinheit und einem Getriebe wird insbesondere keine weitere Kupplung (z. B. Reibungskupplung o.ä.) eingesetzt. Das bedeutet also, dass die bewegten Massen der elektrischen Antriebseinheit und des Getriebes praktisch nur über die Kupplungsvorrichtung miteinander verbunden sind. Gegenüber einer bisher üblichen, steifen Anbindung (bei der also die Antriebswelle der elektrischen Antriebseinheit steif (nicht elastisch) mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist) kann durch die hier vorgeschlagene Kupplungsvorrichtung eine Veränderung der Lage der Aufnahmen zueinander in zumindest eine der folgenden Richtungen ausgeglichen werden: axiale Richtung; radiale Richtung und Umfangsrichtung. Durch die Größe, Lage und/oder Anzahl der Öffnungen einerseits, und/oder durch das verwendete Material, die Materialstärke und/oder die Gestaltung des Verbindungselements (z. B. deren Wölbung/ Bogenlänge) andererseits, kann die Steifigkeit der Kupplungsvorrichtung auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Die genannten Parameter können einzeln oder beliebig miteinander kombiniert als Einstellmöglichkeiten genutzt werden, insbesondere um auf unterschiedliche Eigenfrequenzen (Resonanzfrequenzen) und/oder Anregungsfrequenzen in den jeweils verbundenen Bauteilen (elektrische Antriebseinheit, Getriebe, etc.) einzuwirken.
Weiterhin kann die Kupplungsvorrichtung an den vorhandenen Bauraum angepasst sein, bzw. speziell für den vorliegenden Bauraum konstruiert werden.
Es wird weiter ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit und einem Getriebe und zumindest einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung vorgeschlagen, wobei die Kupplungsvorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen Antriebseinheit und Getriebe angeordnet ist.
Die Ausführungen zur Kupplungsvorrichtung gelten auch für ihre Verwendung und das Kraftfahrzeug und umgekehrt.
Die Erfindung und das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sind. Für gleiche Gegenstände werden in den Figuren auch gleiche Bezugszeichen verwendet. Es zeigen schematisch:

1: eine erste Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt;
2: die Kupplungsvorrichtung gemäß 1 in perspektivischer Ansicht;
3: die erste Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung und deren Anordnung auf Wellenenden in einer Seitenansicht im Schnitt;
4: eine zweite Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt;
5: die Kupplungsvorrichtung gemäß 4 in perspektivischer Ansicht;
6: die zweite Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung und deren Anordnung auf Wellenenden in einer Seitenansicht im Schnitt;
7: eine dritte Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt;
8: die Kupplungsvorrichtung gemäß 7 in einer Ansicht in Richtung der Drehachse mit einer ersten Form der Öffnungen;
9: die Kupplungsvorrichtung gemäß 7 und 8 in perspektivischer Ansicht;
10: die Kupplungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsvariante in einer Ansicht in Richtung der Drehachse mit einer zweiten Form der Öffnungen; und
11: die Kupplungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsvariante in einer Ansicht in Richtung der Drehachse mit einer dritten Form der Öffnungen.

1 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Kupplungsvorrichtung 1 weist eine hülsenartige erste Aufnahme 4 mit Keilverzahnung 13 zur verdrehfesten Anordnung eines ersten Wellenendes 2 (nicht gezeigt) und eine in einer axialen Richtung 5 beabstandet und koaxial zu der ersten Aufnahme 4 angeordnete hülsenartige zweite Aufnahme 6 mit Keilverzahnung 13 zur verdrehfesten Anordnung eines zweiten Wellenendes 3 (ebenfalls nicht gezeigt) auf. Aufnahmen 4, 6 und Verbindungselement 9 sind koaxial zu der gemeinsamen Drehachse 26 angeordnet. Jede der zwei Aufnahmen 4, 6 ist mit jeweils einer von zwei Stirnseiten 7, 8 eines hülsenartigen Verbindungselements 9 verbunden. Das Verbindungselement 9 erstreckt sich weiter zwischen den Stirnseiten 7, 8 und in einer radialen Richtung 10 nach außen, so dass durch das Verbindungselement 9 zwischen den Stirnseiten 7, 8 des Verbindungselements 9 und in der radialen Richtung 10 außerhalb der Aufnahmen 4, 6 ein in einer Umfangsrichtung 11 umlaufender Hohlraum 12 gebildet ist.
Hier erstrecken sich die zwei Aufnahmen 4, 6 ausgehend von der jeweiligen Verbindung mit einer Stirnseite 7, 8 des Verbindungselements 9 entlang der axialen Richtung 5 hin zueinander. Die Stirnseiten 7, 8 des Verbindungselements 9 sind an der jeweiligen Aufnahme 4, 6 an Flanschen 25 angebunden, z. B. durch eine in Umfangsrichtung 11 verlaufende Schweißnaht 27.
Es ist erkennbar, dass die Kupplungsvorrichtung 1 aus mehreren Einzelteilen 17 hergestellt ist, die zur Bildung der Kupplungsvorrichtung 1 miteinander stoffschlüssig verbunden sind (z. B. über Schweißverbindungen).
Verbindungselement 9, erste Aufnahme 4 und zweite Aufnahme 6 können aus gleichartigen bzw. denselben Werkstoffen, aber auch aus unterschiedlichen Werkstoffen 18 hergestellt sein.
2 zeigt die Kupplungsvorrichtung 1 gemäß 1 in perspektivischer Ansicht. Das Verbindungselement 9 weist eine Mehrzahl von Öffnungen 14 auf, durch die eine stärkere Verformung des Verbindungselements 9 und damit eine stärkere Veränderung einer Lage der Aufnahmen 4, 6 zueinander in zumindest eine der folgenden Richtungen ermöglicht ist: axiale Richtung 5, radiale Richtung 10 und Umfangsrichtung 11.
Durch die Größe, Lage und Anzahl der Öffnungen 14 kann die Steifigkeit der Kupplungsvorrichtung 1 auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.
Das Verbindungselement 9 erstreckt sich, ausgehend von der Anbindung an den Aufnahmen 4, 6, als eine (theoretisch geschlossen gedachte) stetig verlaufende Fläche in Umfangsrichtung 11 und in axialer Richtung 5, in radialer Richtung 10 außerhalb der Aufnahmen 4, 6. Stetig heißt, dass die Fläche des Verbindungselements 9 keine Sprungstellen aufweist. Die Öffnungen 14 sind in dieser insgesamt stetigen Oberfläche angeordnet.
3 zeigt die erste Ausführungsvariante der Kupplungsvorrichtung 1 und deren Anordnung auf Wellenenden 2, 3 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist in einem Kraftfahrzeug 23 angeordnet, zusammen mit einer elektrischen Antriebseinheit 22 und einem Getriebe 24, wobei die Kupplungsvorrichtung 1 zur Übertragung von Drehmomenten zwischen Antriebseinheit 22 und Getriebe 24 angeordnet ist. Die Kupplungsvorrichtung 1 dient also der Welle-Welle-Verbindung 19 zwischen einer Antriebswelle 20 und einer Getriebeeingangswelle 21. Auch hier sind die beiden Wellenenden 2, 3 in Aufnahmen 4, 6 angeordnet.
Auch hier erstrecken sich die zwei Aufnahmen 4, 6 ausgehend von der jeweiligen Anbindung an einer Stirnseite 7, 8 des Verbindungselements 9 an der Aufnahme 4, 6, entlang der axialen Richtung 5 hin zueinander.
Die Stirnseiten 7, 8 des Verbindungselements 9 sind an den Flanschen 25 der jeweiligen Aufnahme 4, 6 angebunden, z. B. durch eine in Umfangsrichtung 11 verlaufende Schweißnaht 27.
4 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Ausführungen zu 1 gelten entsprechend. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist hier jedoch aus zwei Einzelteilen 17 zusammengefügt worden, hier durch eine in Umfangsrichtung 11 umlaufende Schweißnaht 27 im Bereich des Verbindungselements 9. Erste Aufnahme 4 und zweite Aufnahme 6 sind jeweils mit dem Verbindungselement 9 einstückig verbunden.
5 zeigt die Kupplungsvorrichtung 1 gemäß 4 in perspektivischer Ansicht. Erkennbar ist die in Umfangsrichtung 11 umlaufende Schweißnaht 27 im Bereich des Verbindungselements 9, die zum stoffschlüssigen Verbinden der Einzelteile 17 der Kupplungsvorrichtung 1 vorgesehen ist.
6 zeigt die zweite Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung 1 und deren Anordnung auf Wellenenden 2, 3 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Ausführungen zu 3 gelten entsprechend.
7 zeigt eine dritte Ausführungsvariante einer Kupplungsvorrichtung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Hier sind die Stirnseiten 7, 8 des Verbindungselements 9 an der Umfangsfläche 28 der Aufnahmen 4, 6 angeordnet. Alternativ können sich die Stirnseiten 7, 8 des Verbindungselements 9 in der radialen Richtung 10 weiter nach innen erstrecken und an den Endflächen 15, 16 der Aufnahmen 4, 6 angeordnet werden (hier aber nicht gezeigt), wobei die Endfläche 15 der ersten Aufnahme 4 der zweiten Aufnahme 6 zugewandt ist. Gerade in diesem Fall wäre dann das Verbindungselement 9 in der axialen Richtung 5 im Wesentlichen zwischen den zwei Aufnahmen 4, 6 angeordnet.
Auch hier weist die Kupplungsvorrichtung 1 eine hülsenartige erste Aufnahme 4 mit Keilverzahnung 13, zur verdrehfesten Anordnung eines ersten Wellenendes 2 (nicht gezeigt), und eine in einer axialen Richtung 5 beabstandet und koaxial zu der ersten Aufnahme 4 angeordnete, hülsenartige zweite Aufnahme 6 mit Keilverzahnung 13, zur verdrehfesten Anordnung eines zweiten Wellenendes 3, auf. Aufnahmen 4, 6 und Verbindungselement 9 sind koaxial zu der gemeinsamen Drehachse 26 angeordnet. Jede der zwei Aufnahmen 4, 6 ist hier über die Umfangsfläche 28 mit jeweils einer von zwei Stirnseiten 7, 8 eines hülsenartigen Verbindungselements 9 verbunden. Das Verbindungselement 9 erstreckt sich weiter zwischen den Stirnseiten 7, 8 und in einer radialen Richtung 10 nach außen, so dass durch das Verbindungselement 9 zwischen den Stirnseiten 7, 8 des Verbindungselements 9 und in der radialen Richtung 10 außerhalb der Aufnahmen 4, 6 ein in einer Umfangsrichtung 11 umlaufender Hohlraum 12 gebildet ist.
Die Kupplungsvorrichtung 1 ist hier aus vier Einzelteilen 17 zusammengefügt worden, hier durch eine in Umfangsrichtung 11 umlaufende Schweißnaht 27 im Bereich des Verbindungselements 9 und durch jeweils eine Schweißnaht 27 zur Anbindung der Stirnseiten 7, 8 des Verbindungselements 9 an die jeweilige Aufnahme 4, 6.
8 zeigt die Kupplungsvorrichtung 1 gemäß 7 in einer Ansicht in Richtung der Drehachse 26 mit einer ersten Form der Öffnungen 14. Auch die dritte Ausführungsvariante der Kupplungsvorrichtung 1 umfasst ein Verbindungselement 9 mit einer Mehrzahl von Öffnungen 14 (hier sich in der radialen Richtung 10 erstreckende Schlitze), durch die eine stärkere Verformung des Verbindungselements 9 und damit eine stärkere Veränderung einer Lage der Aufnahmen 4, 6 zueinander ermöglicht wird.
9 zeigt die Kupplungsvorrichtung 1 gemäß 7 und 8 in perspektivischer Ansicht. Die Ausführungen zu 2 und 5 gelten hier entsprechend. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist hier jedoch aus vier Einzelteilen 17 zusammengefügt worden, hier durch eine in Umfangsrichtung 11 umlaufende Schweißnaht 27 im Bereich des Verbindungselements 9 sowie durch zwei in Umfangsrichtung 11 umlaufende Schweißnähte 27 zwischen erster Aufnahme 4 und Verbindungselement 9 und zwischen zweiter Aufnahme 6 und Verbindungselement 9.
10 zeigt die Kupplungsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsvariante in einer Ansicht in Richtung der Drehachse 26 mit einer zweiten Form der Öffnungen 14. Hier sind die Öffnungen 14 nach Art von Dreiecken ausgeführt. Die Ausführungen zu 8 gelten entsprechend.
11 zeigt die Kupplungsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsvariante in einer Ansicht in Richtung der Drehachse 26 mit einer dritten Form der Öffnungen 14. Hier sind die Öffnungen 14 nach Art von in Umfangsrichtung 11 geneigten Schlitzen ausgeführt. Die Ausführungen zu 8 gelten entsprechen.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsvorrichtung
2: erstes Wellenende
3: zweites Wellenende
4: erste Aufnahme
5: axiale Richtung
6: zweite Aufnahme
7: erste Stirnseite
8: zweite Stirnseite
9: Verbindungselement
10: radiale Richtung
11: Umfangsrichtung
12: Hohlraum
13: Keilverzahnung
14: Öffnung
15: erste Endfläche
16: zweite Endfläche
17: Einzelteil
18: Werkstoff
19: Verbindung
20: Antriebswelle
21: Getriebeeingangswelle
22: Antriebseinheit
23: Kraftfahrzeug
24: Getriebe
25: Flansch
26: Drehachse
27: Schweißnaht
28: Umfangsfläche

Claims

Elastische Kupplungsvorrichtung (1) zur koaxialen Verbindung eines ersten Wellenendes (2) mit einem zweiten Wellenende (3), zumindest aufweisend eine hülsenartige erste Aufnahme (4) zur verdrehfesten Anordnung des ersten Wellenendes (2) und eine in einer axialen Richtung (5) beabstandet und koaxial zu der ersten Aufnahme (4) angeordnete hülsenartige zweite Aufnahme (6) zur verdrehfesten Anordnung des zweiten Wellenendes (3), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahme (4) und die zweite Aufnahme (6) mit jeweils einer von zwei Stirnseiten (7, 8) eines hülsenartigen Verbindungselements (9) verbunden sind, und sich weiter das Verbindungselement (9) zwischen seinen Stirnseiten (7, 8) in radialer Richtung (10) nach außen wölbt, so dass dort ein in einer Umfangsrichtung (11) umlaufender Hohlraum (12) gebildet ist; wobei das Verbindungselement (9) aus einem der folgenden Werkstoffe (18) hergestellt ist: metallischer Werkstoff; Kunststoff, dabei kein Elastomer; faserverstärktes Verbundmaterial.
Elastische Kupplungsvorrichtung (1) nach Patentanspruch 1, wobei zumindest eine der Aufnahmen (4, 6) eine Keilverzahnung (13) zur verdrehfesten Anordnung des Wellenendes (2, 3) aufweist.
Elastische Kupplungsvorrichtung (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das Verbindungselement (9) in dem Bereich benachbart zum Hohlraum (12) eine Mehrzahl von Öffnungen (14) aufweist.
Elastische Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei sich die zwei Aufnahmen (4, 6) ausgehend von der jeweiligen Verbindung mit einer Stirnseite (7, 8) des Verbindungselements (9) entlang der axialen Richtung (5) hin zueinander erstrecken.
Elastische Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei zumindest eine Stirnseite (7, 8) des Verbindungselements (9) an einer Endfläche (15, 16) zumindest einer der Aufnahme (4, 6) angeordnet ist, wobei die Endfläche (15, 16) dieser Aufnahme (4, 6) der anderen Aufnahme (6, 4) zugewandt ist.
Elastische Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kupplungsvorrichtung (1) einteilig und stoffschlüssig ausgeführt ist.
Elastische Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kupplungsvorrichtung (1) aus mehreren Einzelteilen (17) hergestellt ist, die zur Bildung der Kupplungsvorrichtung (1) miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
Elastische Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zumindest die Aufnahmen (4, 6) aus einem metallischen Werkstoff (18) hergestellt sind.
Verwendung der elastischen Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8 zur Übertragung von Drehmomenten bei Welle-Welle und Welle-Nabe-Verbindungen (19).
Kraftfahrzeug (23) mit einer elektrischen Antriebseinheit (22) und einem Getriebe (24) und zumindest einer elastischen Kupplungsvorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, die zur Übertragung von Drehmomenten zwischen Antriebseinheit (22) und Getriebe (24) angeordnet ist.