DE102015113963B4

DE102015113963B4 - Kupplung

Info

Publication number: DE102015113963B4
Application number: DE102015113963.4A
Authority: DE
Inventors: Frank Van Der Seylberg
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2018-02-01
Anticipated expiration: 2035-08-25
Also published as: DE102015113963A1

Abstract

Kupplung (1) zum winkelsynchronen Verbinden einer ersten Welle (2) mit einer zweiten Welle (3), wobei die erste Welle (2) und die zweite Welle (3) um eine erste Rotationsachse (4) bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplung (1) ein Lager (5) mit einem Lagerinnenring (6) und einem Lageraußenring (7) umfasst, und
der Lagerinnenring (6) auf einem Lagerinnenringträger (8) angeordnet ist, und
der Lageraußenring (7) auf einem Lageraußenringträger (9) angeordnet ist, und
der Lagerinnenringträger (8) mittels mindestens einer ersten Gelenkverbindung (10) mit der ersten Welle (2) verbunden ist, wobei der Lagerinnenringträger (8) senkrecht zu der ersten Rotationsachse (4) mittels der ersten Gelenkverbindung (10) um eine zweite Rotationsachse (11) bewegbar ist, und
der Lageraußenringträger (9) mittels mindestens einer zweiten Gelenkverbindung (12) mit der zweiten Welle (3) verbunden ist, wobei der Lageraußenringträger (9) senkrecht zu der ersten Rotationsachse (4) mittels der zweiten Gelenkverbindung (12) um eine dritte Rotationsachse (13) bewegbar ist, und
in einem geöffneten Zustand der Kupplung (1) eine vierte Rotationsachse (14) des Lagers (5) mit der ersten Rotationsachse (4) der ersten Welle (2) und der zweiten Welle (3) übereinstimmt, und
in einem geschlossenen Zustand der Kupplung (1) die vierte Rotationsachse (14) des Lagers (5) nicht mit der ersten Rotationsachse (4) der ersten Welle (2) und der zweiten Welle (3) übereinstimmt, und die zweite Rotationsachse (11) mit der dritten Rotationsachse (13) übereinstimmt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2013 005 652 B4 ist eine Kupplungseinrichtung bekannt, bei welcher Brennkraftmaschinenteile während des Betriebs wenigstens eines Brennkraftmaschinenteils winkelgetreu und zündfolgerichtig verbindbar sind. Die Kupplungseinrichtung umfasst eine Klauenkupplung und eine hierzu parallel angeordnete Reibkupplung. Zur Einstellung einer Drehzahldifferenz der beiden Brennkraftmaschinenteile kann die Klauenkupplung mittels der Reibkupplung überbrückt werden. Die Klauenkupplung ist nur in einer einzigen Winkelposition einrückbar.
Aus der DE 10 2006 031 734 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit Zylinderabschaltfunktion, der eine Zylinder-Gruppe aufweist, die während eines Motorbetriebs immer aktiv bleibt, und eine andere Zylinder-Gruppe aufweist, die während des Motorbetriebs abgeschaltet werden kann, bekannt. Der Verbrennungsmotor weist eine Kurbelwelle auf, die aus mindestens zwei getrennten Teilen/Bereichen besteht, die auf derselben geometrischen Achse sich drehen, wobei jedes Teil/Bereich von jeweils einer Zylinder-/Kolben-Gruppe angetrieben wird. Der Verbrennungsmotor ist mit einem Kurbelwellen-Verbindungs-Mechanismus ausgestattet, der die Kurbelwellenteile kraftübertragend zusammenkoppeln oder diese voneinander mechanisch abkoppeln kann. Eine Steuerung ist mit der Zylinderabschalt-Steuerung gekoppelt und steuert den Kurbelwellen-Verbindungs-Mechanismus. Zwei getrennte Ventil- und/oder Abgas- und/oder Kraftstoff-Zufuhr- und/oder elektrische Zünd-System-Steuerungen steuern die Zylindergruppen unabhängig voneinander.
Aus der DE 10 2010 005 785 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer ersten, direkt auf ein nachgeschaltetes Geschwindigkeits-Wechselgetriebe treibenden Brennkraftmaschine und einer zweiten, über eine formschlüssig wirkende Kupplung zuschaltbaren Brennkraftmaschine, wobei die Kupplung die Kurbelwellen der beiden Brennkraftmaschinen mittels einer Steuerungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar in einer definierten Phasenlage zusammenschaltet, bekannt.
Der Kupplung ist eine mit halber Kurbelwellendrehzahl der ersten Brennkraftmaschine angetriebene Sperreinrichtung überlagert, die ein Zuschalten der zweiten Brennkraftmaschine nur bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle zulässt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine winkelsynchrone Kupplung einer ersten Welle mit einer zweiten Welle mit einer geringen Teileanzahl bereitzustellen.
Lösung der Aufgabe
Die Erfindung wird durch eine Kupplung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Mittels der erfindungsgemäßen Kupplung wird das winkelsynchrone Verbinden einer ersten Welle mit einer zweiten Welle entweder jede 180° oder jede 360° ermöglicht.
Das zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle angeordnete Lager ermöglicht einerseits in einer senkrechten Position (die vierte Rotationsachse des Lagers stimmt mit der ersten Rotationsachse der ersten Welle und der zweiten Welle überein) einen ungekuppelten Zustand und andererseits in einer geneigten Position (die vierte Rotationsachse stimmt nicht mit der ersten Rotationsachse überein) einen gekuppelten Zustand. Um den gekuppelten Zustand zu erreichen, müssen die zweite und die dritte Rotationsachse übereinstimmen, so dass das Lager mit dem Lagerinnenringträger und dem Lageraußenringträger um die zweite und dritte Rotationsachse in einer ersten Richtung rotatorisch bewegt werden kann. Da die zweite Rotationsachse und die dritte Rotationsachse jede 180° übereinstimmen, ist ein winkelsynchrones Kuppeln möglich. Somit wird das winkelsynchrone Verbinden durch den kinematischen Aufbau der Kupplung realisiert.
Die erfindungsgemäße Kupplung benötigt keine getrennten Funktionsgruppen für eine Synchronisierung und eine winkelrichtige Verriegelung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Außenumfang der ersten Welle mindestens zwei Vertiefungen auf. Die Vertiefungen liegen in einem Bereich, in welchem der Lagerinnenringträger bei einer Überführung von dem ungekuppelten Zustand in den gekuppelten Zustand um die zu diesem Zeitpunkt beiden übereinstimmenden zweite und dritte Rotationsachsen in einer ersten Richtung solange rotatorisch bewegt wird, bis dieser am Außenumfang der ersten Welle anliegt. Die Vertiefungen bilden Anlageflächen für Lagerinnenringträger.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Innenumfang des Lagerinnenringträgers mindestens zwei Vertiefungen auf. Die Vertiefungen liegen in einem Bereich, in welchem der Lagerinnenringträger bei einer Überführung von dem ungekuppelten Zustand in den gekuppelten Zustand um die zu diesem Zeitpunkt beiden übereinstimmenden zweite und dritte Rotationsachsen in einer ersten Richtung solange rotatorisch bewegt wird, bis dieser am Außenumfang der ersten Welle anliegt. Die Vertiefungen bilden Anlageflächen für Lagerinnenringträger.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Innenumfang der zweiten Welle mindestens zwei Vertiefungen auf. Die Vertiefungen liegen in einem Bereich, in welchem der Lageraußenringträger bei einer Überführung von dem ungekuppelten Zustand in den gekuppelten Zustand um die zu diesem Zeitpunkt beiden übereinstimmenden zweite und dritte Rotationsachsen in einer ersten Richtung solange rotatorisch bewegt wird, bis dieser am Innenumfang der zweiten Welle anliegt. Die Vertiefungen bilden Anlageflächen für Lageraußenringträger.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Außenumfang des Lageraußenringträgers mindestens zwei Vertiefungen auf. Die Vertiefungen liegen in einem Bereich, in welchem der Lageraußenringträger bei einer Überführung von dem ungekuppelten Zustand in den gekuppelten Zustand um die zu diesem Zeitpunkt beiden übereinstimmenden zweite und dritte Rotationsachsen in einer ersten Richtung solange rotatorisch bewegt wird, bis dieser am Innenumfang der zweiten Welle anliegt. Die Vertiefungen bilden Anlageflächen für Lageraußenringträger.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die erste Welle einen ersten Anschlag auf. Der erste Anschlag ist derart angeordnet, dass das Lager, der Lagerinnenringträger und der Lageraußenringträger nur jede 360° in gekuppeltem Zustand überführt werden kann, da nach der 180°-Umdrehung die zweite und dritte Rotationsachse zwar übereinstimmen, jedoch eine rotatorische Bewegung durch den ersten Anschlag verhindert wird.
Weiterhin ermöglicht der erste Anschlag bei einer Überführung von dem gekuppelten in den ungekuppelten Zustand eine Begrenzung der rotatorischen Bewegung des Lagers, des Lagerinnenringträgers und des Lageraußenringträgers um die zweite und dritte Rotationsachse.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Welle einen zweiten Anschlag auf. Der zweite Anschlag ist derart angeordnet, dass das Lager, der Lagerinnenringträger und der Lageraußenringträger nur jede 360° in gekuppeltem Zustand überführt werden kann, da nach der 180°-Umdrehung die zweite und dritte Rotationsachse zwar übereinstimmen, jedoch eine rotatorische Bewegung durch den zweiten Anschlag verhindert wird. Weiterhin ermöglicht der zweite Anschlag bei einer Überführung von dem gekuppelten in den ungekuppelten Zustand eine Begrenzung der rotatorischen Bewegung des Lagers, des Lagerinnenringträgers und des Lageraußenringträgers um die zweite und dritte Rotationsachse.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Lagerinnenringträger im Bereich der ersten Gelenkverbindung mindestens eine erste Kontur zur Führung der ersten Gelenkverbindung auf. Die erste Längsachse der ersten Kontur verläuft parallel zur vierten Rotationsachse des Lagers. Ein erstes Gleitelement ist zwischen dem Außenumfang der ersten Welle und dem Innenumfang des Lagerinnenringträgers angeordnet. Das erste Gleitelement weist mindestens eine zweite Kontur zur Führung der ersten Gelenkverbindung auf. Die zweite Längsachse der zweiten Kontur verläuft nicht parallel zu der vierten Rotationsachse. Der Winkel zwischen der zweiten Längsachse der zweiten Kontur und der vierten Rotationsachse wird abhängig von den Reibverhältnissen in der Auslegung festgelegt. Das erste Gleitelement ist translatorisch nicht auf der vierten Rotationsachse bewegbar.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung weist der Lageraußenringträger im Bereich der zweiten Gelenkverbindung mindestens eine dritte Kontur auf. Die dritte Längsachse der dritten Kontur verläuft parallel zur vierten Rotationsachse. Ein zweites Gleitelement ist zwischen dem Innenumfang der zweiten Welle und dem Außenumfang des Lageraußenringträgers angeordnet.
Das zweite Gleitelement weist mindestens eine vierte Kontur zur Führung der zweiten Gelenkverbindung auf. Die vierte Längsachse der vierten Kontur verläuft nicht parallel zu der vierten Rotationsachse. Der Winkel zwischen der vierten Längsachse der vierten Kontur und der vierten Rotationsachse wird abhängig von den Reibverhältnissen in der Auslegung festgelegt. Das zweite Gleitelement ist translatorisch nicht auf der vierten Rotationsachse bewegbar.
Die Konturen können beispielsweise als Langlöcher oder Bahnkonturen zur Führung der Gelenkverbindungen ausgebildet sein.
Mittels der Konturen können das Lager, der Lagerinnenringträger und der Lageraußenringträger in jeder Winkelstellung der ersten und zweiten Welle eine geringe rotatorische Bewegung um die zweite und dritte Rotationsachse ausführen, welche dazu führt, dass die erste und/oder zweite Gelenkverbindung im Laufe einer Umdrehung zwischen der ersten und der zweiten Welle zyklisch „hin und her“ bewegt wird. Bedingt durch die Drehbewegung des ersten und/oder zweiten Gleitelements entsteht Reibarbeit, welche sich als Leerlaufmoment zwischen der ersten und der zweiten Welle äußert. Dieses Leerlaufmoment führt während der Betätigung zum Angleichen der Drehzahl der ersten und der zweiten Welle bis das Lager, der Lagerinnenringträger und der Lageraußenringträger in die Endlage rotatorisch bewegt werden.
In Abhängigkeit von der wirkenden Kraft in einer ersten Richtung wird ein Kupplungsdrehmoment wirksam, welches die Welle, auf die das Drehmoment von der anderen Welle übertragen werden soll, beschleunigt. Bedingt durch die Massenträgheit des Lagers, des Lagerinnenringträgers und des Lageraußenringträgers können diese in Abhängigkeit von der Höhe der wirkenden Kraft in der ersten Richtung nur bis zu einer gewissen großen Relativdrehzahl der ersten und zweiten Welle eine rotatorische Bewegung um die zweite und dritte Rotationsachse in der ersten Richtung ausführen.
Ist eine ausreichend geringe Relativdrehzahl erreicht, so können das Lager, der Lagerinnenringträger und der Lageraußenringträger in seine Endlage rotatorisch bewegt werden und die Wellen winkelsynchron verriegeln.
Die anzutreibende Welle wird erst beschleunigt, wenn eine Kippkraft anliegt.
Alternativ kann mittels einer Reibkupplung die Drehzahl der anzutreibenden Welle derart eingestellt werden, dass eine für die Ausführung des Schaltvorgangs erforderliche Drehzahldifferenz vorliegt.
Um eine Überführung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand jede 180° bzw. 360° zu unterbinden, ist die erste und/oder die zweite Gelenkverbindung senkrecht auf der ersten Rotationsachse translatorisch bewegbar. Mittels der translatorischen Bewegung sind die zweite und dritte Rotationsachse zueinander versetzt, so dass jede 180° keine Übereinstimmung der zweiten und dritten Rotationsachse vorliegt.
Zeichnungen
Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung im geöffneten Zustand;
2: eine perspektivische Ansicht auf die erste Ausführungsform der Kupplung im geschlossenen Zustand;
3: einen Schnitt A-A nach 1;
4: einen Schnitt nach 3 mit einer Übereinstimmung der zweiten und dritten Rotationsachse;
5a: einen Lagerinnenringträger mit Vertiefungen;
5b: eine weitere Ausführungsform des Lagerinnenringträgers nach 5a;
6: eine perspektivische Ansicht auf eine zweite Ausführungsform der Kupplung im geöffneten Zustand;
7: eine perspektivische Ansicht auf die zweite Ausführungsform im geschlossenen Zustand;
8: eine perspektivische Ansicht auf eine dritte Ausführungsform der Kupplung im geschlossenen Zustand;
9: eine Explosionsdarstellung des Lageraußenringträgers und des Gleitelements der dritten Ausführungsform.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung 1 im geöffneten Zustand. Mittels der Kupplung 1 kann eine erste Welle 2 mit einer zweiten Welle 3 zur Übertragung eines Drehmoments winkelsynchron verbunden werden.
Die Drehmomentübertragung kann sowohl von der ersten Welle 2 auf die zweite Welle 3 als auch von der zweiten Welle 3 auf die erste Welle 2 erfolgen. Die erste Welle 2 und die zweite Welle 3 sind koaxial um eine erste Rotationsachse 4 angeordnet.
Ein Lager 5, beispielsweise ein Rillenkugellager, umfasst einen Lagerinnenring 6 und einen Lageraußenring 7. Der Lagerinnenring 6 ist an einem Lagerinnenringträger 8 angeordnet. Der Lageraußenring 7 ist an einem Lageraußenringträger 9 angeordnet.
Der Lagerinnenringträger 8 ist mittels einer ersten Gelenkverbindung 10 mit der ersten Welle 2 verbunden, wobei der Lagerinnenringträger 8 senkrecht zu der ersten Rotationsachse 4 mittels der ersten Gelenkverbindung 10 um eine zweite Rotationsachse 11 bewegbar ist. Die erste Gelenkverbindung 10 sind beispielsweise zwei um 180° versetzte Rundbolzen (siehe 3 und 4).
Der Lageraußenringträger 9 ist mittels einer zweiten Gelenkverbindung 12 mit der zweiten Welle 3 verbunden, wobei der Lageraußenringträger 9 senkrecht zu der ersten Rotationsachse 4 mittels der zweiten Gelenkverbindung 12 um eine dritte Rotationsachse 13 bewegbar ist. Die zweite Gelenkverbindung 12 sind beispielsweise zwei um 180° versetzte Rundbolzen (siehe 3 und 4).
In dem geöffneten Zustand der Kupplung 1 ist das Lager 5 um eine vierte Rotationsachse 14 bewegbar, wobei in diesem Zustand die vierte Rotationsachse 14 mit der ersten Rotationsachse 4 übereinstimmt.
In dem in 2 dargestellten geschlossenen Zustand der Kupplung 1 stimmt die vierte Rotationsachse 14 nicht mit der ersten Rotationsachse 4 überein. Die vierte Rotationsachse 14 ist um einen Winkel α zu der ersten Rotationsachse 4 geneigt. Die Größe des Winkels α resultiert aus dem Abstand zwischen dem Innenumfang des Lagerinnenringträgers und dem Außenumfang der ersten Welle 2.
Weiterhin stimmt im geschlossenen Zustand die zweite Rotationsachse 11 mit der dritten Rotationsachse 13 überein (keine Differenzdrehzahl zwischen der ersten Welle 2 und der zweiten Welle 3).
Die Kupplung 1 kann von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand überführt werden, wenn einerseits auf den Lagerinnenringträger 8 und/oder den Lageraußenringträger 9 eine Kraft aufgebracht wird, die das Lager 5, den Lagerinnenringträger 8 und den Lageraußenringträger 9 in einer ersten Rotationsrichtung 15 um den Winkel α um die zweite Rotationsachse 11 und die dritte Rotationsachse 13 bewegen, und andererseits die zweite Rotationsachse 11 mit der dritten Rotationsachse 13 übereinstimmt (siehe auch 4). Die Kraftaufbringung kann von außen mittels einer Schaltgabel oder eines Ausrücklagers erfolgen. Weiterhin besteht die Möglichkeit einer Fliehkraftbetätigung durch einen Mechanismus mit Fliehgewichten auf der dauerhaft angetriebenen Welle. Zudem kann die Betätigung von innen mittels einer vorgespannten Feder erfolgen.
Die Überführung der Kupplung 1 von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand erfolgt durch eine Bewegung des Lagers 5, des Lagerinnenringträgers 8 und des Lageraußenringträgers 9 in einer zweiten Rotationsrichtung 16 um den Winkel α um die zweite Rotationsachse 11 und die dritte Rotationsachse 13. Hierfür kann die Kraftaufbringung mittels eines externen Eingriffs, beispielsweise einer Schaltgabel oder einer Rückholfeder erfolgen.
Die 5a zeigt einen Lagerinnenringträger 8, dessen Innenumfang 17 zwei Vertiefungen 18 aufweist.
Der in 5b gezeigte Lagerinnenringträger 8 basiert auf dem in 5a gezeigten Lagerinnenringträger 8, wobei in 5b der Lagerinnenringträger 8 um 180° um die erste Rotationsachse 4 bewegt wurde und zwei weitere Vertiefungen 18a aufweist.
Die Vertiefungen 18, 18a liegen in einem Bereich, in welchem der Lagerinnenringträger 8 bei einer Überführung von dem ungekuppelten Zustand in den gekuppelten Zustand um die zu diesem Zeitpunkt beiden übereinstimmenden zweite und dritte Rotationsachsen 11, 13 in einer ersten Richtung solange rotatorisch um den Winkel α bewegt wird, bis dieser am Außenumfang der nicht dargestellten ersten Welle 2 anliegt. Die Vertiefungen 18, 18a bilden Anlageflächen für Lagerinnenringträger 8 und können beispielsweise mittels einer um den Winkel α versetzten Bohrung hergestellt werden.
Die beiden Vertiefungen 18 ermöglichen eine 360°-Kupplung, d.h. nur jede 360° kann ein gekuppelter Zustand hergestellt werden.
Soll dagegen jede 180° ein gekuppelter Zustand möglich sein, so sind die zwei weiteren Vertiefungen 18a erforderlich (siehe 5a).
In den 6 und 7 weist die zweite Welle 3 einen zweiten Anschlag 19 auf. Der zweite Anschlag 19 ist derart angeordnet, dass das Lager 5, der Lagerinnenringträger 8 und der Lageraußenringträger 9 nur jede 360° in gekuppeltem Zustand (7) überführt werden kann, da nach der 180°-Umdrehung die zweite und dritte Rotationsachse zwar übereinstimmen, jedoch eine rotatorische Bewegung durch den zweiten Anschlag 19 verhindert wird. Weiterhin ermöglicht der zweite Anschlag 19 bei einer Überführung von dem gekuppelten in den ungekuppelten Zustand eine Begrenzung der rotatorischen Bewegung um den Winkel α.
Die vorteilhafte Ausführungsform nach Anspruch 6 mit einem ersten Anschlag ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
In den 8 und 9 weist der Lageraußenringträger 9 im Bereich der zweiten Gelenkverbindung 12 eine dritte Kontur 20 auf. Die dritte Längsachse 21 der dritten Kontur 20 verläuft parallel zur vierten Rotationsachse 14. Ein zweites Gleitelement 22 ist zwischen dem Innenumfang 23 der zweiten Welle 3 und dem Außenumfang 24 des Lageraußenringträgers 9 angeordnet. Das zweite Gleitelement 22 ist in dieser Ausführungsform als Ring ausgebildet. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, das zweite Gleitelement 22 segmentförmig auszubilden.
Das zweite Gleitelement 22 weist mindestens eine vierte Kontur 25 zur Führung der zweiten Gelenkverbindung 12 auf. Die vierte Längsachse 26 der vierten Kontur 25 verläuft nicht parallel zu der vierten Rotationsachse 14.
Der Winkel β zwischen der vierten Längsachse 26 der vierten Kontur 25 und der vierten Rotationsachse 14 wird abhängig von den Reibverhältnissen in der Auslegung festgelegt. Das zweite Gleitelement 22 ist translatorisch nicht auf der vierten Rotationsachse 14 bewegbar.
Mittels der Konturen 20, 25 kann unabhängig von der Winkelstellung der ersten und zweiten Welle 2, 3 das Lager 5 eine geringe Kippbewegung, beispielsweise in einem Bereich zwischen 5° und 12°, ausführen. Bedingt durch die Reibarbeit bei der Drehbewegung des (zweiten) Gleitelements 22 (Trägheitsmoment) wird die Differenzgeschwindigkeit gesenkt.
Die vorteilhafte Ausführungsform nach Anspruch 8 mit einer ersten Kontur, einer ersten Längsachse, einem ersten Gleitelement, einer zweiten Kontur und einer zweiten Längsachse ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Kupplung
2: erste Welle
3: zweite Welle
4: erste Rotationsachse
5: Lager
6: Lagerinnenring
7: Lageraußenring
8: Lagerinnenringträger
9: Lageraußenringträger
10: erste Gelenkverbindung
11: zweite Rotationsachse
12: zweite Gelenkverbindung
13: dritte Rotationsachse
14: vierte Rotationsachse
15: erste Rotationsrichtung
16: zweite Rotationsrichtung
17: Innenumfang
18: Vertiefung
18a: Vertiefung
19: zweiter Anschlag
20: dritte Kontur
21: dritte Längsachse
22: zweites Gleitelement
23: Innenumfang
24: Außenumfang
25: vierte Kontur
26: vierte Längsachse
α: Winkel
β: Winkel

Claims

Kupplung (1) zum winkelsynchronen Verbinden einer ersten Welle (2) mit einer zweiten Welle (3), wobei die erste Welle (2) und die zweite Welle (3) um eine erste Rotationsachse (4) bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (1) ein Lager (5) mit einem Lagerinnenring (6) und einem Lageraußenring (7) umfasst, und der Lagerinnenring (6) auf einem Lagerinnenringträger (8) angeordnet ist, und der Lageraußenring (7) auf einem Lageraußenringträger (9) angeordnet ist, und der Lagerinnenringträger (8) mittels mindestens einer ersten Gelenkverbindung (10) mit der ersten Welle (2) verbunden ist, wobei der Lagerinnenringträger (8) senkrecht zu der ersten Rotationsachse (4) mittels der ersten Gelenkverbindung (10) um eine zweite Rotationsachse (11) bewegbar ist, und der Lageraußenringträger (9) mittels mindestens einer zweiten Gelenkverbindung (12) mit der zweiten Welle (3) verbunden ist, wobei der Lageraußenringträger (9) senkrecht zu der ersten Rotationsachse (4) mittels der zweiten Gelenkverbindung (12) um eine dritte Rotationsachse (13) bewegbar ist, und in einem geöffneten Zustand der Kupplung (1) eine vierte Rotationsachse (14) des Lagers (5) mit der ersten Rotationsachse (4) der ersten Welle (2) und der zweiten Welle (3) übereinstimmt, und in einem geschlossenen Zustand der Kupplung (1) die vierte Rotationsachse (14) des Lagers (5) nicht mit der ersten Rotationsachse (4) der ersten Welle (2) und der zweiten Welle (3) übereinstimmt, und die zweite Rotationsachse (11) mit der dritten Rotationsachse (13) übereinstimmt.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang der ersten Welle (2) im Bereich eines aus einer Bewegung des Lagers (5) um die zweite Rotationsachse (11) und die dritte Rotationsachse (13) resultierenden Kontakts zwischen der ersten Welle (2) und dem Lagerinnenringträger (8) mindestens zwei Vertiefungen (18, 18a) aufweist.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenumfang des Lagerinnenringträgers (8) im Bereich eines aus einer Bewegung des Lagers (5) um die zweite Rotationsachse (11) und die dritte Rotationsachse (13) resultierenden Kontakts zwischen der ersten Welle (2) und dem Lagerinnenringträger (8) mindestens zwei Vertiefungen (18, 18a) aufweist.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenumfang (23) der zweiten Welle (3) im Bereich eines aus einer Bewegung des Lagers (5) um die zweite Rotationsachse (11) und die dritte Rotationsachse (13) resultierenden Kontakts zwischen der zweiten Welle (3) und dem Lageraußenringträger (9) mindestens zwei Vertiefungen (18, 18a) aufweist.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang (24) des Lageraußenringträgers (9) im Bereich eines aus einer Bewegung des Lagers (5) um die zweite Rotationsachse (11) und die dritte Rotationsachse (13) resultierenden Kontakts zwischen der zweiten Welle (3) und dem Lageraußenringträger (9) mindestens zwei Vertiefungen (18, 18a) aufweist.
Kupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (2) einen ersten Anschlag aufweist.
Kupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (3) einen zweiten Anschlag (19) aufweist.
Kupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenringträger (8) im Bereich der ersten Gelenkverbindung (10) mindestens eine erste Kontur aufweist, deren erste Längsachse parallel zur vierten Rotationsachse (14) verläuft, und ein erstes Gleitelement zwischen dem Außenumfang der ersten Welle (2) und dem Innenumfang des Lagerinnenringträgers (8) angeordnet ist, wobei das erste Gleitelement mittels mindestens einer zweiten Kontur, deren zweite Längsachse nicht zu der vierten Rotationsachse (14) parallel verläuft, mit der ersten Gelenkverbindung (10) verbunden ist.
Kupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenringträger (9) im Bereich der zweiten Gelenkverbindung (12) mindestens eine dritte Kontur (20) aufweist, deren dritte Längsachse (21) parallel zur vierten Rotationsachse (14) verläuft, und ein zweites Gleitelement (22) zwischen dem Innenumfang (23) der zweiten Welle (3) und dem Außenumfang (24) des Lageraußenringträgers (9) angeordnet ist, wobei das zweite Gleitelement (22) mindestens eine vierte Kontur (25) aufweist, deren vierte Längsachse (26) nicht zu der vierten Rotationsachse (14) parallel verläuft, mit der zweiten Gelenkverbindung (12) verbunden ist.