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Die Patentanmeldung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige Vorrichtungen, die gemeinhin auch als Kupplungen bezeichnet werden, werden von der Anmelderin seit Jahrzehnten entwickelt und vertrieben.
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Eine gattungsgemäße, druckschriftlich nicht belegbare Kupplung wird unter der Bezeichnung CENTAX als eine Standard-Kupplung der Anmelderin seit geraumer Zeit vertrieben.
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Die gattungsgemäße Kupplung dient der Übertragung sehr großer Drehmomente. Typischerweise wird die gattungsgemäße Kupplung für extrem große Antriebe und extrem große Abtriebe vorgesehen. Beispielsweise kommt die Kupplung zum Einsatz in Kraftwerken oder für Schiffsantriebe, also insbesondere für Antriebe, die die Dimension eines herkömmlichen Gebäuderaumes, also etliche Kubikmeter aufweisen können.
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Des Weiteren sei angemerkt, dass die gattungsgemäße Kupplung einen Drehmomentmessflansch aufweist. Der Drehmomentmessflansch ermöglicht die Erfassung von Drehmomenten, insbesondere unter Zuhilfenahme von Dehnungsmessstreifen. Eine Drehmomenterfassung ist beispielsweise bei sogenannten Dual-Fuel-Antrieben wesentlich, die alternativ sowohl Gas, als auch Diesel, in einem Verbrennungsmotor verbrennen können.
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Bei der gattungsgemäßen Kupplung des Standes der Technik der Anmelderin ist ein antriebsseitiges Anschlusselement in Form eines Flansches vorgesehen, welches an dem Schwungrad des Antriebes, z. B. an dem Schwungrad des Motors, befestigt werden kann. Die bekannte Kupplung weist darüber hinaus ein dem Anschlusselement im Kraftleitungsweg nachgeschaltetes, elastisches Element in Form einer Doppeltanordnung oder Paaranordnung elastischer Elemente auf. Die elastischen Elemente dienen der Schwingungsdämpfung. Die bekannte Kupplung weist darüber hinaus ein Ausgleichselement zum Ausgleich von Winkel- oder Axialversatz auf.
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Schließlich ist dem elastischen Element im Kraftleitungsweg nachgeschaltet ein Drehmomentmessflansch angeordnet. Dieser ist im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet, und weist ein antriebsseitiges Anschlussende zur Verbindung mit dem Ausgleichselement und ein abtriebsseitiges Anschlussende zur Verbindung mit der Nabe auf.
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Die Nabe umfasst eine Bohrung zur Aufnahme einer Welle, und kann auf diese Weise eine Welle-Nabe-Verbindung bereitstellen. Typischerweise ist die bekannte Kupplung dazu ausgebildet, die Welle-Nabe-Verbindung als Pressverband bereitzustellen.
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Bei der bekannt gewordenen Kupplung des Standes der Technik sind die vorgenannten Elemente sämtlich in Reihe geschaltet, und nach Art einer axialen Stapelanordnung angeordnet. Die bekannte Kupplung hat sich im Einsatz bewährt.
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Ausgehend von der eingangs beschriebenen, bekannt gewordenen Vorrichtung der Anmelderin gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, stellt sich der Erfindung die Aufgabe, die bekannte Kupplung derartig weiterzubilden, dass Bauraumeinsparungen möglich werden, ohne die Funktionalität der Vorrichtung zu beeinträchtigen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentmessflansch radial außerhalb der Nabe, und zu dieser in axialer Überdeckung, angeordnet ist.
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Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, den Drehmomentmessflansch und die Nabe in axialer Überdeckung zueinander anzuordnen. Hierdurch kann eine axiale Bauraumverkürzung erreicht werden. Die axiale Überdeckung oder axiale Überlappung, insbesondere die vollständige axiale Überdeckung, und die damit einhergehende radiale Überlappung, das heißt, eine ineinander geschachtelte Anordnung, ermöglicht eine komprimierte Bauweise.
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Gemäß der Erfindung ist der Drehmomentmessflansch radial außerhalb der Nabe angeordnet. Die Funktionsfähigkeit der Nabe selbst ist hierdurch nicht beeinträchtigt, da die Nabe durch die Bereitstellung der Nabenbohrung auch weiterhin einen Pressverband mit der Welle eingehen kann. Auch die Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann gegenüber einer Montage der Vorrichtung des Standes der Technik vereinfacht werden. So besteht die Möglichkeit, zunächst nur die Nabe an der Welle zu montieren, und erst im Anschluss daran den Drehmomentmessflansch an der Nabe festzulegen.
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Gemäß der Erfindung dient die Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb auf einen Abtrieb. Insbesondere dient die Vorrichtung zur Übertragung sehr großer Drehmomente von einem sehr groß dimensionierten Antrieb auf einen sehr groß dimensionierten Abtrieb. Insbesondere ist der Antrieb als ein Dual-Fuel-Antrieb ausgebildet, und ermöglicht eine Verwendung sowohl von Gas, als auch von Benzin oder Diesel als Treibstoff.
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Die Vorrichtung umfasst gemäß der Erfindung ein antriebsseitiges Anschlusselement. Dieses kann insbesondere von einem Flansch bereitgestellt sein. Das Anschlusselement kann unmittelbar mit dem Antrieb, z. B. mit dem Schwungrad eines Motors, verschraubt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist darüber hinaus wenigstens ein elastisches Element zur Schwingungsdämpfung auf. Das elastische Element kann beispielsweise aus einer gummielastischen Masse bestehen, oder eine solche aufweisen. Insbesondere dient das elastische Element dazu, Drehungleichmäßigkeiten zu dämpfen, und insbesondere den Abtrieb vor Drehungleichmäßigkeiten des Antriebs zu schützen. Von der Erfindung sind aber auch Vorrichtungen umfasst, bei denen das elastische Element im Wesentlichen dazu dient, den Antrieb vor abrupten Lastwechseln des Abtriebs zu schützen.
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Das elastische Element ist dem Anschlusselement im Kraftweg nachgeschaltet. In der Kraftleitungskette vom Antrieb zum Abtrieb ist das elastische Element insoweit recht weit vorne angeordnet.
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Von der Erfindung sind auch Vorrichtungen umfasst, bei denen zwei oder mehrere elastische Elemente in Reihe und/oder parallel zueinander geschaltet sind.
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Vorzugsweise umfasst die Kupplung ein Paar elastischer Elemente, die im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sind.
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Alternativ umfasst die Kupplung elastische Elemente, die Bestandteile einer Klauenkupplung sind, die eine Durchdrehsicherung aufweist.
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Die Erfindung umfasst darüber hinaus ein Ausgleichselement zum Ausgleich von Winkel- oder Axialversatz. Derartiger Winkel- und/oder Axialversatz kann in Folge der Montagetoleranzen auftreten und durch das Ausgleichselement ausgeglichen werden. Beispielsweise kann das Ausgleichselement von einem oder von mehreren Membrankörpern gebildet sein oder solche umfassen. Alternativ kommt in Betracht, das Ausgleichselement von einem oder mehreren Lenkern bereitzustellen.
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Die erfindungsgemäße Kupplung weist darüber hinaus einen Drehmomentmessflansch auf. Dieser ist im Kraftleitungsweg dem elastischen Element nachgeschaltet. Der Drehmomentmessflansch kann von einem im Wesentlichen hülsenförmigen Körper gebildet sein. Insbesondere können an dem Drehmomentmessflansch Dehnungsmessstreifen angeordnet sein. Der Drehmomentmessflansch dient der Erfassung von Drehmomenten. Er wirkt vorteilhafterweise mit einem stationär angeordneten Ringkörper, dem sogenannten Pick-up, zusammen. Der Drehmomentmessflansch ist insoweit drehbar innerhalb des stationär, d. h. ortsfest, angeordneten Ringkörpers angeordnet und dreht – beim Betrieb der Vorrichtung – unter diesem hindurch.
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Die Aufnahme und Erfassung von Drehmomenten ist bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen wesentlich, beispielsweise bei sogenannten Dual-Fuel-Antrieben, die eine Verbrennung von Gas und Benzin/Diesel zulassen.
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Der Drehmomentmessflansch ist insbesondere als sehr dünnwandig ausgestaltete Hülse ausgebildet, um eine sehr präzise Erfassung der Drehmomente zu gewährleisten.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst darüber hinaus ein abtriebsseitiges Anschlusselement. Dieses ist gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Nabe ausgebildet, und weist eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Welle auf. Auf diese Weise stellt das Anschlusselement eine Welle-Nabe-Verbindung bereit. Gemäß der Erfindung ist die Welle-Nabe-Verbindung als Pressverband oder Presspassung ausgebildet. Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Pressverband als Ölpressverband oder als Kegelpressverband oder als Zylinderpressverband ausgebildet ist. Auch eine Pass-Feder-Anordnung ist von der Erfindung umfasst.
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Gemäß der Erfindung ist der Drehmomentmessflansch radial außerhalb der Nabe angeordnet. Er befindet sich zu der Nabe in axialer Überdeckung.
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Durch diese Maßnahme wird die Möglichkeit bereitgestellt, das abtriebsseitige Ende des Drehmomentflansches mit dem abtriebsseitigen Ende der Nabe zu verbinden. Insbesondere kann hierfür eine Schraubverbindung vorgesehen werden, die insbesondere mit axial ausgerichteten Schrauben operiert. Ein Einsetzen der Schrauben kann dabei vorteilhaft von der Antriebsseite her erfolgen.
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Gegenüber einer Vorrichtung des Standes der Technik kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Verkürzung der axialen Baulänge um die axiale Länge des Drehmomentflansches oder um die axiale Länge der Nabe erreicht werden. Dies erleichtert die Unterbringung und Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehmomentflansch von einem Rohrstück gebildet, welches ein antriebsseitiges Ende und ein abtriebsseitiges Ende aufweist. Das hülsenartige Rohrstück weist insbesondere eine sehr geringe Wandstärke auf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im Bereich des abtriebsseitigen Endes des Rohrstücks, sowie im Bereich des antriebsseitigen Endes des Rohrstücks, ein radial nach außen vorstehender Flansch oder Kragen vorgesehen ist, der eine Schraubbefestigung des Drehmomentflansches – abtriebsseitig an dem abtriebsseitigen Ende der Nabe und antriebsseitig an dem Ausgleichselement – zulässt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Nabe von einem hülsenartigen Rohrstück gebildet, welches ein antriebsseitiges Ende und ein abtriebsseitiges Ende aufweist. Die Nabe kann insbesondere auf ihrem abtriebsseitigen Ende einen radial nach außen vorstehenden Flansch oder Kragen aufweisen, der eine unmittelbare Schraubverbindung mit dem abtriebsseitigen Ende des Drehmomentflansches ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehmomentflansch mit seinem abtriebsseitigen Ende unmittelbar an dem abtriebsseitigen Ende der Nabe befestigt. Hierdurch kann eine axial sehr kurzbauende Vorrichtung erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehmomentmessflansch mit seinem abtriebsseitigen Ende unmittelbar mit dem abtriebsseitigen Ende der Nabe verschraubt, insbesondere axial verschraubt. Hierdurch kann eine besonders einfache Montage gewährleistet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Drehmomentmessflansch eine axiale Länge auf, die der axialen Länge der Nabe entspricht, oder ihr nahezu entspricht. Hierdurch kann eine besonders große Verkürzung der axialen Länge des Bauraumes erreicht werden. Insbesondere lässt diese Ausgestaltung eine Konstruktion zu, bei der der Drehmomentmessflansch eine axiale Länge aufweist, die nur um die Wandstärke des an der Nabe abtriebsseitig angeordneten Befestigungskragens geringer ist als die axiale Länge der Nabe.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Ausgleichselement zum Ausgleichen von Winkel- und/oder Axialversatz von einem Membrankörper gebildet. Ein Membrankörper bildet auf besonders einfache, effiziente Weise die Möglichkeit, auch hohe Axialversätze und/oder große Winkelversätze auszugleichen. Der Membrankörper kann einen radial außen liegenden Befestigungsabschnitt und einen radial innen liegenden Befestigungsabschnitt aufweisen. Über den radial innen liegenden Befestigungsabschnitt kann der Membrankörper unmittelbar mit dem Drehmomentmessflansch verbunden, insbesondere schraubverbunden sein. Mit dem radial äußeren Befestigungsabschnitt kann der Membrankörper unmittelbar an dem elastischen Element, bzw. an einem das elastische Element haltenden oder tragenden Körper befestigt, insbesondere schraubbefestigt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Drehmomentmessflansch einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen auf. Dies ermöglicht einen Rückgriff auf herkömmliche Mittel und Methoden zur Erfassung von Drehmomenten.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehmomentmessflansch innerhalb eines stationären Ringkörpers rotierbar angeordnet. Dies ermöglicht ebenfalls einen Rückgriff auf herkömmliche, an sich bekannte Verfahren zur Messung und Aufnahme von Drehmomenten.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung geht die Nabe mit der in der Nabenbohrung angeordneten Welle einen Pressverband ein. Dies ermöglicht eine Übertragung sehr hoher Drehmomente, und gewährleistet eine lange Lebensdauer der Vorrichtung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen in einem Radialraum zwischen Nabe und Drehmomentmessflansch elektrische Leitungen, insbesondere zum Anschluss von Dehnungsmessstreifen. Die Unterbringung von elektrischen Leitungen zur Spannungsversorgung der Dehnungsmessstreifen, bzw. zum Betrieb des Drehmomentmessflansches können auf diese Weise sehr platzsparend, ohne die Funktion der Kupplung zu beeinträchtigen, untergebracht werden. Zugleich sind die Leitungen in Folge einer Unterbringung innerhalb des Radialraumes geschützt untergebracht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Platine mit elektronischen Bauelementen zum Betreiben des Drehmomentmessflansches radial innerhalb des Drehmomentmessflansches, insbesondere im Bereich seines antriebsseitigen Endes angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders kompakte, platzsparende Konstruktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ein sicheres, geschütztes Unterbringen der Platine.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Platine in zumindest teilweise radialer Überdeckung zu der Nabe, insbesondere benachbart dem antriebsseitigen Ende der Nabe, angeordnet. Diese Ausführungsform ermöglicht ebenfalls eine besonders platzsparende, axial kurz bauende, kompakte Bauweise der Vorrichtung und eine geschützte Unterbringung der Platine. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Platine im Bereich des Ausgleichselementes, insbesondere innerhalb dessen radial inneren Befestigungsabschnittes, untergebracht ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen, sowie anhand der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Die Zeichnungen zeigen:
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1 in einer teilgeschnittenen, schematischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem lediglich angedeuteten Schwungrad eines als Motor ausgebildeten Antriebes, mit einer Doppelanordnung von zwei elastischen Elementen, mit einem Ausgleichselement in Form eines Membrankörpers, mit einem Drehmomentmessflansch und mit einer radial innerhalb des Drehmomentmessflansches angeordneten Nabe,
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2 in einer perspektivischen Ansicht die Vorrichtung der 1 in Schrägansicht, und
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Darstellung gemäß 1, wobei zusätzlich Dehnungsmessstreifen, ein stationärer Pick-up und eine Platine dargestellt sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung, auch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, beispielhaft beschrieben. Dabei werden der Übersichtlichkeit halber – auch soweit unterschiedliche Ausführungsbespiele betroffen sind – gleiche oder vergleichbare Teile oder Elemente oder Bereiche mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben, bezeichnet.
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Merkmale, die nur in Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, können im Rahmen der Erfindung auch bei jedem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen werden. Derartig geänderte Ausführungsbeispiele sind – auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind – von der Erfindung mit umfasst.
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Alle offenbarten Merkmale sind für sich erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) sowie der zitierten Druckschriften und der beschriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, einzelne oder mehrere Merkmale dieser Unterlagen in einen oder in mehrere Ansprüche der vorliegenden Anmeldung mit aufzunehmen.
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Die in ihrer Gesamtheit in den Figuren mit 10 bezeichnete Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten wird zunächst anhand des Ausführungsbeispiels der 1 erläutert:
Die Vorrichtung 10 dient der Übertragung von Drehmomenten von einem um eine Drehachse 52 rotierenden Antrieb 11 zu einem ebenfalls um die Drehachse 52 rotierenden Abtrieb 12. Antrieb 11 und Abtrieb 12 sind in 1 nicht dargestellt, und nur bezüglich ihrer Position durch die Bezugszeichen angedeutet. Der Antrieb 11 kann beispielsweise von einem Motor, insbesondere einem Verbrennungsmotor, weiter insbesondere einem Dual-Fuel-Verbrennungsmotor, der die Verbrennung von Gas und Diesel, bzw. Benzin ermöglicht, gebildet sein.
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Der Abtrieb 12 kann beispielsweise von dem Getriebe eines Schiffes oder einer maschinellen oder industriellen Anlage bereitgestellt sein.
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Antrieb 11 und Abtrieb 12 können extrem groß ausgebildet sein. Auch die zwischen den beiden Elementen 11, 12 zu übertragenden Drehmomente können extrem groß ausgebildet sein.
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Der Antrieb 11 kann beispielsweise ein in 1 lediglich angedeutetes Schwungrad 15 eines Motors aufweisen. An dieses Schwungrad wird unter Zuhilfenahme einer Vielzahl von Schrauben 53 das antriebsseitige, bei dem Ausführungsbeispiel der 1 als Ringflansch ausgebildete Anschlusselement 13 der Vorrichtung 10 angeschraubt.
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Der Abtrieb 12 ist drehschlüssig mit einer abgebrochen dargestellten Welle 38 verbunden. Die Vorrichtung 10, die gemeinhin auch als Kupplung bezeichnet wird, dient zur Übertragung von Drehmomenten von dem Antrieb 11 auf den Abtrieb 12, wobei elastische Elemente 16, 17 für eine Dämpfung von Drehungleichmäßigkeiten sorgen können, und sowohl den Abtrieb 12 vor Drehungleichmäßigkeiten des Antriebs 11 schützen können, als auch den Antrieb 11 vor abrupten Lastwechseln des Abtriebs 12 schützen können.
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Die Vorrichtung 10 umfasst bei dem Ausführungsbeispiel der 1 zunächst eine Doppelanordnung von zwei elastischen Elementen 16, 17 aus einer geeigneten, gummielastischen Masse. Eine solche Doppelanordnung von Elastomerelementen ist grundsätzlich im Stand der Technik bekannt, und wird unter der Baureihe CENTAX von der Anmelderin seit geraumer Zeit vertrieben.
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Die Bezüglich 1 rechte Hälfte des Doppel-Elastik-Elementes umfasst einen Tragkörper 18a und einen Tragkörper 18b, der jeweils über Anvulkanisationsflächen 19a, 19b das erste elastische Element 16 trägt. Der Tragkörper 18a ist darüber hinaus über eine Schraubverbindung 54 mit einer ersten Klaue 20a drehfest verbunden.
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Das zweite Elastomerelement 17 ist von einem Tragkörper 18c und einem Tragkörper 18d eingefasst, und hier wiederum über Anvulkanisationsflächen 19c und 19d an diesen befestigt. Der Tragkörper 18d ist über eine Schraubverbindung 55 mit einer zweiten Klaue 20b drehfest verbunden.
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Die Tragkörper 18b und 18c sind über eine Schraubverbindung 21 miteinander drehfest verbunden.
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Die Tragkörper 18a, 18b, 18c, 18d können insbesondere von metallischen Elementen bereitgestellt sein.
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Es wird deutlich, dass eine Drehmomentübertragung durch die gummielastischen Elemente 16, 17 hindurch erfolgt.
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Diese sind hinsichtlich ihrer Konstruktion, Geometrie und ihrer Materialbeschaffenheit so ausgelegt, dass sie eine optimale Schwingungsdämpfung oder Resonanzunterdrückung oder Verschiebung der Resonanzfrequenz im Arbeitsbereich der Vorrichtung 10 gewährleisten.
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Der Vollständigkeit halber sei erläutert, dass die beiden Klauen 20a, 20b einander nicht berühren. In Umfangsrichtung um die Drehachse 52 herum kann eine Mehrzahl von jeweils gleich ausgebildeten ersten Klauen 20a und zweiten Klauen 20b vorgesehen sein.
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Die Klauen ermöglichen einen Eingriff ineinander, für den Fall, dass die elastischen Elemente verschlissen sind, und verhindern in diesem Fall ein Durchdrehen der Kupplung.
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Mit dem Trägerelement oder Tragkörper 18d ist über eine Schraubverbindung 23 der Membrankörper 22 verbunden. Der Membrankörper 22 stellt ein Ausgleichelement zum Ausgleich von Winkelversatz und/oder Axialversatz dar.
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Das Ausgleichselement 22 ist von einer dünnen Ringscheibe mit einem radial äußeren Befestigungsbereich 24 und einem radial innen liegenden Befestigungsbereich 25 gebildet.
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Der radial außen liegende Befestigungsbereich 24 ist unter Zuhilfenahme einer Schraubverbindung 23 mit dem Tragkörper 18d verbunden.
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Der radial innen liegende Befestigungsbereich 25 des Membrankörpers 22 ist über eine Schraubverbindung 29 mit einem antriebsseitigen Ende 27 des Drehmomentmessflansches 26 verbunden.
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Der Drehmomentmessflansch 26 besteht aus einem hülsenartigen Rohrstück mit einer axialen Länge 47, und einer sehr dünnen Wandstärke 31. Er umfasst an seinem antriebsseitigen Ende 27 einen Flanschkragen 37 und an seinem abtriebsseitigen Ende 28 ebenfalls einen Flanschkragen 36.
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Über eine abtriebsseitige Schraubverbindung 30 ist der Drehmomentmessflansch 26 mit einem abtriebsseitigen Anschlusselement 14 verbunden. Dieses ist bei dem Ausführungsbeispiel von einer Nabe 32 gebildet. Die Nabe 32 dient dazu, mit der Welle 12, die in die Nabenbohrung 51 eingesteckt ist, eine Pressverbindung oder einen Pressverband 39 auszubilden.
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In montiertem Zustand liegen die Mantelfläche 40 der Welle 38 und die Innenumfangsfläche 41 der Nabe 32 eng, einander kontaktierend, aneinander und gewährleisten eine langfristige, dauerhafte, sichere, drehfeste Verbindung zwischen Welle 38 und Nabe 32.
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Die Nabe 32 weist eine axiale Länge 48 auf, die im Wesentlichen der axialen Länge 47 des Drehmomentflansches 26 entspricht, oder geringfügig größer ist als die axiale Länge 47 des Drehmomentflansches 26.
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Es besteht also – wie aus 1 ersichtlich – ein axialer Überdeckungsbereich 49 zwischen dem Drehmomentflansch 26 und der Nabe 32.
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Der Drehmomentflansch 26 ist radial außerhalb der Nabe 32 ausgebildet, und verläuft zu der Außenumfangsfläche 56 der Nabe 32 beabstandet. Hierdurch wir ein Radialraum 50 gebildet.
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Die Nabe 32 weist an ihrem abtriebsseitigen Ende 34 einen Flanschkragen 35 auf. Mittels einer Schraubverbindung 30 ist der Drehmomentmessflansch 26 mit dem abtriebsseitigen Ende 34 der Nabe drehfest verbunden.
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Lediglich zur Verdeutlichung sei unter Bezugnahme auf 2 veranschaulicht, dass im Bereich sämtlicher Schraubverbindungen in Umfangsrichtung jeweils eine Vielzahl von insbesondere äquidistant angeordneten Schrauben vorgesehen ist.
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Angemerkt sei an dieser Stelle, dass das Ausgleichselement 22 einen Axialversatz und/oder einen Winkelversatz ausgleichen kann. Falls beispielsweise der Antrieb 11, bzw. das Schwungrad 15 oder der Abtrieb 12, bzw. die Welle 38 im Montagezustand geringfügige Winkelabweichungen zu der Drehachse 52 aufweisen sollten, kann der Membrankörper 22 auf Grund der axialen und radialen Flexibilität und Elastizität des radial inneren Befestigungsbereiches 25 relativ zu dessen radial äußeren Befestigungsbereiches 24 für einen gewissen Ausgleich sorgen.
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Auch für den Fall, dass im Betrieb der Vorrichtung eine Abweichung der Position von Antrieb 11, bzw. Schwungrad 15 relativ zu dem Abtrieb 12, bzw. der Welle 38 auftreten sollte, kann der Membrankörper 22 für einen Axialausgleich und Winkelversatzausgleich sorgen.
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Das Ausführungsbeispiel der 1 zeigt, dass die axiale Baulänge der Vorrichtung 10 im Wesentlichen durch die axiale Bauhöhe 48 der Nabe 32 und der axialen Bauhöhe der Paaranordnung von elastischen Elementen 16, 17 bestimmt wird. Das Vorhandensein des Drehmomentmessflansches 26 trägt nicht zu einer Vergrößerung der axialen Baulänge der Vorrichtung 10 bei.
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Dies ist eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik, da dort der Drehmomentflansch 26 und die Nabe 32 in Axialrichtung hintereinander geschaltet und angeordnet waren.
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Unter Bezugnahme auf 3 werden weitere Vorteile eines Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert:
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3 zeigt das Ausführungsbeispiel der 1, wobei zusätzlich, zur Illustration der Funktionsweise des Drehmomentflansches 26, einige weitere Elemente dargestellt sind:
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3 macht deutlich, dass dem Drehmomentmessflansch 26 ein Ringkörper, die sogenannte Stator 44, der auch als Pick-up bezeichnet wird, zugeordnet ist. Der Stator 44 ist ein ortsfest angeordneter Ringkörper, der den Drehmomentmessflansch 26 in Umfangsrichtung um die Achse 52 umgibt, und der einen Ringinnenraum 57 bereitstellt, innerhalb dessen der Drehmomentmessflansch 26 rotiert.
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Der Ringkörper 44 kann über eine elektrische Leitung 45d mit elektrischer Spannung versorgt werden, und z. B. induktiv mit einem Kommunikationselement 43 an dem Drehmomentmessflansch 26 elektrische Energie übermitteln und/oder Signale austauschen.
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An dem Drehmomentmessflansch 26 sind eine Mehrzahl von Dehnungsmessstreifen 42a, 42b, 42c angeordnet. Diese sind bei dem Ausführungsbeispiel über elektrische Leitungen 45a, 45b, 45c miteinander, sowie mit einer Platine 46 verbunden. Auf der Platine 46 können – was lediglich schematisch angedeutet ist – eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen, insbesondere ein Mikroprozessor, angeordnet sein.
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Das Kommunikationselement 43 kann – was in 3 nicht dargestellt ist – unmittelbar oder mittelbar mit einem oder mehreren der Dehnungsmessstreifen 42a, 42b, 42c und/oder unmittelbar oder mittelbar mit der Platine 46 oder mit einem auf der Platine angeordneten elektronischen Bauelement verbunden sein.
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Die Zahl der am Drehmomentmessflansch 26 angeordneten Dehnungsmessstreifen 42a, 42b, 42c ist selbstverständlich beliebig, und unterliegt dem Ermessen des Fachmannes. Auch die Anordnung und Positionierung der Dehnungsmessstreifen 42a, 42b, 42c, sowie deren Verkabelung, bleibt dem Fachmann überlassen.
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Entscheidend ist, dass der Drehmomentmessflansch 26 – der an sich bekannt ist, und von dieser Erfindung nicht beansprucht wird – unter Zuhilfenahme des Pick-up-Rings 44, der Drehmomentmesstreifen 42a, 42b, 42c und der Platine 46 in der Lage ist, das an ihm, insbesondere an dem antriebsseitigen Ende 27 des Drehmomentflansches 26, anliegende Drehmoment zu erfassen, oder die Drehmomentdifferenz zwischen dem an dem antriebsseitigen Ende 27 anliegenden, bzw. an dem abtriebsseitigen Ende 28 des Drehmomentflansches ankommenden Drehmomentes zu erfassen oder zu ermitteln und/oder entsprechende Informationen darüber dem Statorring oder Ringkörper 44 zur Verfügung zu stellen. An dem Statorring 44 kann eine in 3 nicht dargestellte Recheneinheit, beispielsweise ein Mikroprozessor oder ein Computer angeordnet sein, der eine entsprechende Auswertung der Ergebnisse, ggf. auch eine Überwachung des Zustandes der Vorrichtung 10 oder der Anlage, die an die Vorrichtung 10 angeschlossen ist, durchführen oder veranlassen kann.
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Ergänzend sei angemerkt, dass die Dehnungsmessstreifen beispielsweise nach Art von Fischgrätmustern angeordnet werden können. Jedenfalls können die Dehnungsmesstreifen Torsionen oder Verdrehungen des Drehmomentmessflansches 26 detektieren.
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Im einfachsten Fall kann von dem Statorring 44 ein Signal auf den oder die Dehnungsmessstreifen 42a, 42b, 42c ausgegeben werden, die entsprechende Signale zurücksenden.
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Von der Erfindung sind auch solche Vorrichtungen 10 umfasst, bei denen ein Kommunikationsbaustein 43 und/oder eine Platine 46 nicht vorgesehen sind.
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Vorteilhaft ist allerdings, wenn bereits die auf der Platine 46 befindliche Steuerelektronik eine gewisse Auswertung der erfassten Drehmomente vornimmt.
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Die Erfindung ermöglicht es auch, bei beengten Raumverhältnissen nachträglich eine vorhandene Vorrichtung, die ohne einen Drehmomentmessflansch 26 operiert, durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu ersetzen, und so zum Beispiel nach Art eines Nachrüst-Kits mit einem Drehmomentmessflansch 26 auszustatten und damit insgesamt als eine Einrichtung zur Drehmomenterfassung auszugestalten.
