DE102016008921A1

DE102016008921A1 - Elastischer Gelenkkörper

Info

Publication number: DE102016008921A1
Application number: DE102016008921.0A
Authority: DE
Inventors: Marc Brandl; Jürgen Leinfelder
Original assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: US20180023630A1; CN107642550A; US10724578B2; CN107642550B; DE102016008921B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elastischen Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit – einer Mehrzahl von Buchsen (14), wobei die Mittelachsen (MB) der Buchsen (14) auf einem Kreis (K) um die Mittelachse (MG) des elastischen Gelenkkörpers (10) liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser (LK) des elastischen Gelenkkörpers angibt, – wenigstens einem in einer Zugstrecke angeordneten Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) und wenigstens einem in einer Schubstrecke angeordneten Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32), wobei jedes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) um eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist, – wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32), die eine Mehrzahl von Bundelementen (18, 20, 22, 34, 36) aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) wenigstens ein Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und – wenigstens einer elastischen Ummantelung (12), in die die Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind, wobei für das Verhältnis u1 zwischen der Summe der axialen Erstreckung (l1, l2, ln) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und dem Verbindungsdurchmesser (LK) 0,05 ≤ u1 ≤ 0,35 gilt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elastischen Gelenkkörper für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte.
Derartige Gelenkkörper sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in DE 10 2004 029 989 A1 und DE 37 34 089 A1 offenbart.
DE 10 2004 029 989 A1 offenbart einen Gelenkkörper mit Buchsen, an deren axialen Enden jeweils Kragenelemente vorgesehen sind.
DE 37 34 089 A1 offenbart einen elastischen Gelenkkörper, der Verbindungselemente, die im gleichen Abstand umfangsseitig angeordnet sind, und Gürtel aus Faserstrangbündeln aufweist, die um Paare benachbarter Verbindungselemente gewickelt sind. Die Gürtel und Verbindungselemente sind in einem elastomeren Werkstoff aufgenommen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elastischen Gelenkkörper der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, der bei einfachem und kompaktem Aufbau eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einem elastischen Gelenkkörper mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der im Folgenden mehrfach verwendete Begriff der „axialen Erstreckung” verschiedener Komponenten bezieht sich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auf eine Erstreckung in axialer Richtung des Gelenkkörpers. Dieser umfasst eine zentrale Mittelachse, um die sich der Gelenkkörper bei einer Drehmomentübertragung dreht, sowie eine Reihe von Buchsen, deren Mittelachsen im wesentlichen parallel zur zentralen Mittelachse des Gelenkkörpers verlaufen.
Weitere Ausführungsformen sind in den nebengeordneten und abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der elastische Gelenkkörper gemäß der Erfindung umfasst

– eine Mehrzahl von Buchsen zur Verbindung mit den Wellenabschnitten, wobei die Mittelachsen der Buchsen auf einem gedachten Kreis um die Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser des elastischen Gelenkkörpers angibt,
– eine Mehrzahl von Fadenpaketen zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist,
– wenigstens eine Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete, die eine Mehrzahl von Bundelementen aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente wenigstens ein Bundelement mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und
– wenigstens eine elastischen Ummantelung, in die zumindest die Fadenpakete und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind,

₁

Der erfindungsgemäße elastische Gelenkkörper weist Zugstrecken und Schubstrecken auf. Die Zug- und Schubstrecken wechseln sich in Umfangsrichtung des elastischen Gelenkkörpers ab. Je nach Belastungsrichtung (Drehrichtung) nehmen die Fadenpakete Zugkräfte auf. Die Gelenkvorrichtung kann somit in zwei Drehrichtungen Drehmomente übertragen. Bei Drehmomentbelastung in der einen Richtung nimmt das in der jeweiligen Zugstrecke angeordnete Fadenpaket Zugkräfte auf (Zug-Betrieb). Bei Drehmomentbelastung in der anderen Richtung nimmt das Fadenpaket der jeweiligen Schubstrecke Zugkräfte auf (Schub-Betrieb). Eine Buchse kann dementsprechend von wenigstens einem in der Schubstrecke angeordneten Fadenpaket und wenigstens einem in der Zugstrecke angeordneten Fadenpaketen umschlungen werden, die in Richtung der Mittelachse der Buchse zueinander versetzt an der Buchse angeordnet sind. Ausgehend von einer Buchse erstreckt sich das in der Zugstrecke angeordnete Fadenpaket in Richtung einer benachbarten Buchse, wohingegen sich das in der Schubstrecke angeordnete Fadenpaket in Richtung einer anderen Buchse erstreckt.
Das Verhältnis u₁ ergibt sich aus
wobei l₁, l₂, ..., l_n die jeweils axiale Erstreckung der Fadenpakete in der Zugstrecke und der Schubstrecke und LK den Verbindungsdurchmesser des elastischen Gelenkkörpers angeben. l₁ kann beispielsweise die axiale Erstreckung eines Fadenpakets in der Schubstrecke und l₂ die axiale Erstreckung eines Fadenpakets in der Zugstrecke angeben. Als „axiale Erstreckung” wird die Erstreckung der entsprechenden Komponenten in Richtung der Mittelachse der Buchsen und in Richtung der Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers verstanden. Die Mittelachsen der Buchsen und die Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers verlaufen im unbelasteten Zustand des Gelenkkörpers im Wesentlichen parallel zueinander.
Die Buchsen des elastischen Gelenkkörpers dienen zur Verbindung des elastischen Gelenkkörpers mit den Wellenabschnitten einer Wellenanordnung. An jedem der Wellenabschnitte kann ein Flansch vorgesehen sein, der mit dem elastischen Gelenkkörper über Verbindungsmittel wie beispielsweise Schrauben und Bolzen verbunden wird. Diese Verbindungsmittel können sich durch die Buchsen erstrecken. Die Buchsen können mit einer ihrer Stirnseiten an einem Flansch anliegen. An der jeweils anderen Stirnseite der Buchsen kann sich ein Schraubenkopf oder ein Kopf eines Bolzens abstützen. Die Buchsen sind derart angeordnet, dass die Mittelachsen der Buchsen auf einem gedachten Kreis um die Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers liegen. Der Durchmesser dieses Kreises entspricht dem Verbindungsdurchmesser LK.
Durch das Verhältnis u₁ in einem Bereich von 0,05 ≤ u₁ ≤ 0,35 wird ein kompakter Aufbau des elastischen Gelenkkörpers erreicht, mit dem dennoch hohe Drehmomente übertragen werden können. Der elastische Gelenkkörper weist somit trotz seines kompakten Aufbaus eine hohe Leistungsdichte auf. Darüber hinaus weist ein elastischer Gelenkkörper mit dem Verhältnis u₁ zwischen der Summe der axialen Erstreckung der Fadenpakete und dem Verbindungsdurchmesser eine erhöhte Lebensdauer auf.
Zudem werden durch die Stützeinrichtung des erfindungsgemäßen Gelenkkörpers die Fadenpakete in dem im Betrieb des Gelenkköpers stark belasteten Umfangsbereich der Buchse abgestützt und Reibungswirkungen zwischen den Fadenpaketen aus gleichen Materialien vermieden.
Die Stützeinrichtung kann sich aus axial äußeren Bundelementen und einem oder mehreren axial inneren Bundelementen zusammensetzen. Die axial äußeren Bundelemente sind in einem axialen Endbereich der Buchsen angeordnet. Die axial inneren Bundelemente sind in axialer Richtung zwischen den axial äußeren Bundelementen angeordnet.
Das Bundelement mit zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten kann einen sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt aufweisen, der die beiden radialen Abschnitte miteinander verbindet. Das Bundelement kann somit im Querschnitt U-förmig ausgebildet sein. Ein derartiges Bundelement kann ein Fadenpaket zwischen seinen radialen Abschnitten bzw. in seiner U-Form aufnehmen. Ein derartiges Bundelement kann beispielsweise dem Fadenpaket in der Zugstrecke zugeordnet sein und dieses Fadenpaket aufnehmen. Durch das Bundelement kann das Fadenpaket in der Zugstrecke von dem oder den weiteren Fadenpaketen getrennt werden. Die Materialstärke der Bundelemente wird bei der Bestimmung der axialen Erstreckung der Fadenpakete nicht berücksichtigt.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verhältnis u₁ zwischen der Summe der axialen Erstreckung der Fadenpakete und dem Verbindungsdurchmesser 0,1 ≤ u₁ ≤ 0,3 sein. Insbesondere kann dieses Verhältnis 0,12 ≤ u₁ ≤ 0,28 sein.
Ferner kann der elastische Gelenkkörper auch ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der axialen Erstreckung der Fadenpakete und dem Außendurchmesser wenigstens eines Bundelements aufweisen. Der Außendurchmesser des Bundelements wird von der Erstreckung des radialen Abschnitts des Bundelements bestimmt, d. h. die äußere Umfangskante des radialen Abschnitts des Bundelements legt den Außendurchmesser des Bundelements fest. Insbesondere kann der Außendurchmesser eines axial inneren Bundelements herangezogen werden. Dieses Verhältnis zwischen der Summe der axialen Erstreckung der Fadenpakete l₁, l₂, l_n und dem Außendurchmesser d_n wenigstens eines Bundelements wird im Folgenden als Verhältnis u₂ bezeichnet. Für das Verhältnis u₂ kann 0,3 ≤ u₂ ≤ 1 gelten. Vorzugsweise kann für das Verhältnis u₂ 0,4 ≤ u₂ ≤ 0,9 gelten. Das Verhältnis u₂ ergibt sich aus:
wobei wiederum l₁, l₂, ..., l_n jeweils die axiale Erstreckung der Fadenpakete betrifft und wobei d_n den Außendurchmesser des betrachteten Bundelements bezeichnet. Es kann der Außendurchmesser eines Bundelements mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten herangezogen werden. Die beiden radialen Abschnitte eines derartigen Bundelements können den gleichen Außendurchmesser aufweisen, sodass der Außendurchmesser eines der radialen Abschnitte herangezogen werden kann. Ein derartiges Bundelement mit zwei radialen Abschnitten kann als axial inneres Bundelement angeordnet sein.
Der elastische Gelenkkörper kann ferner ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der axialen Erstreckung der Stützeinrichtung und dem Außendurchmesser eines Bundelements aufweisen. Dieses Verhältnis wird im Folgenden als Verhältnis u₃ bezeichnet. Das Verhältnis u₃ zwischen der axialen Erstreckung der Stützeinrichtung und dem Außendurchmesser eines Bundelements kann in einem Bereich von 0,6 ≤ u₃ ≤ 1,2 liegen. Insbesondere kann das Verhältnis u₃ in einem Bereich von 0,8 ≤ u₃ ≤ 1 liegen. Die axiale Erstreckung der Stützeinrichtung ergibt sich aus der Summe der axialen Erstreckung der Fadenpakete (l₁, l₂, l_n) und der Dicke (a₁, a₂, a₃, a_n) der radialen Abschnitte der Bundelemente. Unter „Dicke der radialen Abschnitte der Bundelemente” ist in diesem Zusammenhang die axiale Erstreckung des radialen Abschnitts eines Bundelements zu verstehen. Die axiale Erstreckung jedes einzelnen Fadenpakets entspricht dem vorbestimmten axialen Abstand zwischen zwei benachbarten radialen Abschnitten eines oder mehrerer Bundelemente. Das Verhältnis ergibt sich aus:
Der elastische Gelenkkörper kann ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der axialen Erstreckung der Stützeinrichtung und dem Verbindungsdurchmesser LK aufweisen. Dieses Verhältnis wird als Verhältnis u₄ bezeichnet. Das Verhältnis u₄ ergibt sich aus:
Die axiale Erstreckung der Stützeinrichtung ergibt sich wiederum aus der Summe aus der axialen Erstreckung der Fadenpakete (l₁, l₂, l_n) und der Dicke (a₁, a₂, a₃, a_n) der radialen Abschnitte der Bundelemente. Für das Verhältnis u₄ kann 0,1 ≤ u₄ ≤ 0,45, vorzugsweise 0,15 ≤ u₄ ≤ 0,4 gelten.
Für die axiale Erstreckung eines Fadenpakets bezüglich des Außendurchmessers des diesem Fadenpaket zugeordneten Bundelements kann ebenfalls ein vorbestimmtes Verhältnis gelten. Insbesondere kann ein vorbestimmtes Verhältnis u₅ zwischen der axialen Erstreckung eines Fadenpakets l_n in der Zugstrecke und dem Außendurchmesser d_n eines diesem Fadenpaket in der Zugstrecke zugeordneten Bundelements vorliegen. Für das Verhältnis u₅ kann 0,2 ≤ u₅ ≤ 0,6 ergeben. Insbesondere kann u₅ in einem Bereich von 0,25 ≤ u₅ ≤ 0,5 liegen.
Die voranstehend genannte Aufgabe kann ferner erfindungsgemäß mit einem elastischen Gelenkkörper mit folgenden Merkmalen gelöst werden:

– einer Mehrzahl von Buchsen, wobei die Mittelachsen der Buchsen auf einem Kreis um die Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser des elastischen Gelenkkörpers angibt,
– eine Mehrzahl von Fadenpaketen zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist,
– wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete, die eine Mehrzahl von Bundelementen aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente wenigstens ein Bundelement mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und
– wenigstens einer elastischen Ummantelung, in die zumindest die Fadenpakete und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind,

₂

Ferner kann die voranstehend genannte Aufgabe der Erfindung mit einem elastischen Gelenkkörper gelöst werden, der die folgenden Merkmale aufweist:

– eine Mehrzahl von Buchsen, wobei die Mittelachsen der Buchsen auf einem Kreis um die Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser des elastischen Gelenkkörpers angibt,
– eine Mehrzahl von Fadenpaketen zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist,
– wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete, die eine Mehrzahl von Bundelementen aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente wenigstens ein Bundelement mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und
– wenigstens einer elastischen Ummantelung, in die zumindest die Fadenpakete sowie die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind,

₃

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen elastischen Gelenkkörper mit

₄

Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung kann ferner ein elastischer Gelenkkörper dienen, mit

– einer Mehrzahl von Buchsen, wobei die Mittelachsen der Buchsen auf einem Kreis um die Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser des elastischen Gelenkkörpers angibt,
– wenigstens ein Fadenpaket zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist,
– wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete, die eine Mehrzahl von Bundelementen aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente wenigstens ein Bundelement mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und
– wenigstens einer elastischen Ummantelung, in die zumindest die Fadenpakete und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind,

₅

₂

₅

Das wenigstens eine in der Zugstrecke angeordnete Fadenpaket kann in einem Bundelement mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten aufgenommen sein. Ein derartiges Bundelement kann einen sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt aufweisen, der sich zwischen den beiden radialen Abschnitten erstreckt. Über den axialen Abschnitt ist das Bundelement an der Buchse befestigt. Die Erstreckung des axialen Abschnitts des Bundelements kann auf die vorbestimmte axiale Erstreckung des Fadenpakets abgestimmt sein. Das Bundelement kann somit einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. In diesem Bundelement kann das Fadenpaket in der Zugstrecke aufgenommen sein.
Ferner kann das wenigstens eine in der Schubstrecke angeordnete Fadenpaket in einem Bundelement mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten aufgenommen sein. Auch dieses Bundelement kann einen axialen Abschnitt aufweisen, der zwischen den beiden radialen Abschnitten vorgesehen ist. Auch dieses Bundelement kann somit U-förmig ausgebildet sein. Das U-förmige Bundelement kann ein Fadenpaket in der Schubstrecke aufnehmen.
Das wenigstens eine in der Schubstrecke angeordnete Fadenpaket kann sich zwischen dem Bundelement mit zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten und einem axial äußeren Bundelement erstrecken. Das axial äußere Bundelement kann ebenfalls ein Bundelement mit zwei radialen Abschnitten sein, in dem ein weiteres Fadenpaket aufgenommen ist.
Wenigstens ein Fadenpaket kann sich in axialer Richtung zwischen zwei Bundelementen mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten erstrecken.
Es ist beispielsweise denkbar, dass zwischen den axial äußeren Bundelementen mit zwei radialen Abschnitten und einem zentralen Bundelement mit zwei radialen Abschnitten weitere Fadenpakete geführt werden. Diese weiteren Fadenpakete können an jeweils einem radialen Abschnitt von zwei unterschiedlichen Bundelementen anliegen.
Gemäß einer Ausführungsform können die axial äußeren Bundelemente einen axialen Abschnitt aufweisen, der sich über einen radialen Abschnitt des Bundelements hinaus erstreckt. Bei einem Bundelement mit zwei radialen Abschnitten kann sich der axiale Abschnitt in axialer Richtung über einen der beiden radialen Abschnitte hinaus erstrecken. Beispielsweise kann ein derartiges Bundelement derart an den Buchsen angeordnet sein, dass der axiale Abschnitt in Richtung eines Endes der Buchsen über einen der radialen Abschnitte vorsteht.
Ferner kann ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der axialen Erstreckung eines Fadenpakets in der Zugstrecke und der axialen Erstreckung eines Fadenpakets in der Zugstrecke vorliegen. Dieses Verhältnis wird als Verhältnis u₆ bezeichnet. Das Verhältnis u₆ kann in einem Bereich von 0,1 ≤ u₆ ≤ 0,6 liegen. Insbesondere kann das Verhältnis u₆ gleich 0,5 sein. Dies bedeutet, dass das Fadenpaket in der Zugstrecke einen größeren Querschnitt aufweist, als das Fadenpaket in der Schubstrecke. Fadenpakete in der Zugstrecke nehmen im Zug-Betrieb des elastischen Gelenkkörpers größere Kräfte auf, als das Fadenpaket in der Schubstrecke. Die Fadenpakete in der Schubstrecke werden im Schub-Betrieb des elastischen Gelenkkörpers auf Zug belastet, d. h. beispielsweise beim Rückwärtsfahren eines Kraftfahrzeugs, wenn der elastische Gelenkkörper im Antriebsstrang eines Fahrzeugs eingesetzt wird.
Ferner kann ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der radialen Erstreckung eines Bundelements und der axialen Erstreckung eines diesem Bundelement zugeordneten Fadenpakets gegeben sein. Die radiale Erstreckung eines Bundelements ergibt sich aus der Differenz des Außendurchmessers des Bundelements und des Innendurchmesser einer Öffnung des Bundelements, in der eine Buchse abschnittsweise aufgenommen werden kann. Die radiale Erstreckung des Bundelements kann auch aus der Summe der Dicke b des axialen Abschnitts des Bundelements und der radialen Erstreckung h des radialen Abschnitts ausgehend von dem axialen Abschnitt des Bundelements ermittelt werden. Dieses Verhältnis wird als u₇ bezeichnet. Das Verhältnis u₇ kann in einem Bereich von 0,8 ≤ u₇ ≤ 2,0 liegen. Das Verhältnis u₇ ergibt sich aus
wobei h_n die radiale Erstreckung des radialen Abschnitts des jeweiligen Bundelements, b_n die Dicke, d. h. die Materialstärke, des axialen Abschnitts des jeweiligen Bundelements und l_n die axiale Erstreckung des diesem Bundelement zugeordneten Fadenpakets bezeichnen. Die radiale Erstreckung des radialen Abschnitts eines Bundelements kann im wesentlichen der radialen Erstreckung eines Fadenpakets entsprechen, wenn das Fadenpaket an der Buchse oder an einem axialen Abschnitt des Bundelements anliegt.
Wird ein Bundelement mit zwei radialen Abschnitten und einem sich zwischen diesen radialen Abschnitten erstreckenden axialen Abschnitt, d. h. ein im Querschnitt U-förmiges Bundelement, zur Aufnahme des Fadenpakets in der Zugstrecke vorgesehen, kann die Dicke a der radialen Abschnitte größer oder gleich der Dicke b der axialen Abschnitte sein. Es kann dementsprechend a_n ≥ b_n gelten. Die Dicke a kann ≥ 1,2 mm sein.
Ein im Querschnitt U-förmiges Bundelement kann aus Stahl hergestellt sein. Das U-förmige Bundelement kann durch Sintern, Fließpressen, Biegen aus hochfestem Stahl und Rollieren hergestellt sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Außendurchmesser d_Bai wenigstens eines axial inneren Bundelements größer als der Außendurchmesser des wenigstens einen axial äußeren Bundelements d_Baa ist. Es kann somit d_Bai > d_Baa gelten. Anders ausgedrückt kann der radiale Abschnitt des axial inneren Bundelements in radialer Richtung über den radialen Abschnitt des axial äußeren Bundelements vorstehen. Durch dieses Verhältnis kann die Lebensdauer des elastischen Gelenkkörpers bei Belastungen unter einem Beugewinkel weiter erhöht werden. Das axial innere Bundelement kann ein Bundelement mit zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten sein. Bei einem axial inneren Bundelement mit zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten ist der Außendurchmesser der beiden radialen Abschnitte zumeist gleich groß. Der Außendurchmesser eines derartigen Bundelements kann ausgehend von der Außenumfangskante eines der beiden radialen Abschnitte ermittelt werden. Zur Bestimmung des Außendurchmessers eines derartigen Bundelements ist es somit ausreichend, den Außendurchmesser eines der beiden radialen Abschnitte heranzuziehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen elastischen Gelenkkörper für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit

– einer Mehrzahl von Buchsen, wobei die Mittelachsen der Buchsen auf einem Kreis um die Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser des elastischen Gelenkkörpers angibt,
– eine Mehrzahl von Fadenpaketen wobei jedes Fadenpaket eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist,
– wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete, die eine Mehrzahl von Bundelementen aufweist, und
– wenigstens einer elastischen Ummantelung, in die zumindest die Fadenpakete und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind,

Durch dieses Verhältnis wird ein elastischer Gelenkkörper mit einem kompakten Aufbau erreicht, der dennoch eine hohe Leistungsdichte und damit auch eine hohe Lebensdauer aufweist. Häufig sind bei elastischen Gelenkkörpern die axial inneren Bundelemente einem Fadenpaket in der Zugstrecke zugeordnet. Fadenpakete in der Zugstrecke werden im Zug-Betrieb des elastischen Gelenkkörpers relativ stark belastet. Durch den größeren Außendurchmesser der axial inneren Bundelemente bzw. des axial inneren Bundelements verglichen mit dem Außendurchmesser der axial äußeren Bundelemente kann das Fadenpaket in der Zugstrecke insbesondere in radialer Richtung der Bundelemente einen größeren Querschnitt als die Fadenpakete in der Druckstrecke aufweisen, wodurch die Lebensdauer des elastischen Gelenkkörpers insbesondere bei Belastungen unter einem Beugewinkel erhöht werden kann. Ein Beugewinkel liegt vor, wenn die über den elastischen Gelenkköper zu verbindenden Wellen einen Winkelversatz zueinander aufweisen. Das axial innere Bundelement kann ein Bundelement mit zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten sein. Es ist jedoch auch denkbar, als radial innere Bundelemente scheibenförmige oder im Querschnitt L-förmige Bundelemente zu verwenden. In diesen Fällen können dem in der Zugstrecke angeordneten Fadenpaket jeweils zwei Bundelemente zugeordnet sein.
Der elastische Körper kann beispielsweise aus einem Elastomer, einem thermoplastischen Elastomer, einem Silikon oder auch aus Gummi hergestellt sein. Unter einem Fadenpaket ist ein laschenförmiges Element zu verstehen, das durch eine Mehrzahl von Fadenwicklungen gebildet wird. Dabei kann ein einzelner Faden oder auch mehrere Fäden laschenförmig gewickelt werden. Die Fäden der Fadenpakete können miteinander verbunden sein. Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es stellen dar:
1 bis 3 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 und 5 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 und 7 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
8 und 9 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
10 und 11 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
12 und 13 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
14 und 15 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung;
16 und 17 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung; und
18 und 19 Ansichten eines elastischen Gelenkkörpers gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Gelenkkörpers, der allgemein mit 10 bezeichnet ist.
Der elastische Gelenkkörper 10 weist einen elastischen Körper 12 und Buchsen 14 auf. Die Buchsen 14 weisen an einem ihrer Enden einen flanschartigen Kopf 16 auf. Das jeweils andere Ende der Buchsen ist ohne einen derartigen Kopf ausgebildet. An der in 1 gezeigten axialen Fläche des elastischen Gelenkkörpers sind in Umfangsrichtung des elastischen Gelenkkörpers 10 die Buchsen 14 wechselweise mit ihrem Ende mit dem Kopf 16 und mit ihrem jeweils anderen Ende (ohne Kopf) angeordnet. An den Enden ohne Kopf sind Bundelemente 18 erkennbar. Die Bundelemente 18 und die Buchsen 14 sind zumindest teilweise in den elastischen Körper 12 eingebettet.
Die Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers 10 wird als M_G und die Mittelachse der Buchsen als M_B bezeichnet. Wenn im Folgenden auf eine axiale Richtung bzw. axiale Position Bezug genommen wird, beziehen sich diese Ausführungen immer auf die axiale Erstreckung einer oder beider Achsen M_G und M_B.
Die Mittelachsen M_B aller Buchsen 14 liegen auf einem gedachten Kreis K um die Mittelachse M_G des elastischen Gelenkkörpers 10. Anders ausgedrückt liegen die Mittelachsen M_B der Buchsen 14 allesamt auf einem Radius um die Mittelachse M_G des elastischen Gelenkkörpers 10. Der Durchmesser dieses gedachten Kreises K entspricht dem Verbindungsdurchmesser LK.
2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II in 1.
An den Buchsen 14 sind neben dem bereits in 1 gezeigten Bundelement 18 auch Bundelemente 20 und 22 angeordnet. Die Bundelemente 18, 20 und 22 bilden eine Stützeinrichtung zur axialen Abstützung und Führung von Fadenpaketen 24, 26, 28. Die Bundelemente 18 und 20 sind an den axialen Endabschnitten der Buchsen 14 angeordnet. Zwischen den Bundelementen 18 und 20 ist das Bundelement 22 angeordnet. Die Bundelemente 18 und 20 bilden somit axial äußere Bundelemente. Das Bundelement 22 stellt ein axial inneres Bundelement dar.
Die axial äußeren Bundelemente 18 und 20 sind in Form von L-förmigen Kragen ausgebildet. Die Bundelemente 18 und 20 weisen dementsprechend einen an den Buchsen 14 anliegenden axialen Abschnitt 18a und 20a auf. Die Abschnitte 18a und 20a sind rohrförmig ausgebildet. Die axialen Stirnseiten dieser rohrförmigen Abschnitte 18a und 20a weisen in Richtung der axialen Enden der Buchsen 14. An die Stirnseite des Abschnitts 18a des Bundelements 18 legt sich der Kopf 16 der Buchse 14 an. Neben den axialen Abschnitten 18a und 20a weisen die Bundelemente 18 und 20 ebenfalls radiale Abschnitte 18b und 20b auf. Die radialen Abschnitte 18b und 20b erstrecken sich ausgehend von den axialen Abschnitten 18a und 20a in radialer Richtung nach außen.
Das axial innere Bundelement 22 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Das Bundelement 22 weist zwei radiale Abschnitte 22a und 22b auf. Zwischen den beiden radialen Abschnitten 22a und 22b erstreckt sich ein axialer Abschnitt 22c, der die beiden radialen Abschnitte 22a und 22b miteinander verbindet. Das Bundelement 22 nimmt das Fadenpaket 28 auf. Der Abstand zwischen den radialen Abschnitten 22a und 22b entspricht der axialen Erstreckung des Fadenpakets 28. Das Fadenpaket 28 ist in einer Zugstrecke des elastischen Gelenkkörpers 10 angeordnet und wird somit im Zugbetrieb des elastischen Gelenkkörpers 10 auf Zug belastet.
Die Fadenpakete 24 und 26 sind in einer Schubstrecke angeordnet, die im Schubbetrieb des elastischen Gelenkkörpers 10 auf Zug belastet werden. Da im Schubbetrieb des elastischen Gelenkkörpers 10 geringere Belastungen auftreten, weisen die Fadenpakete 24 und 26 in der Summe einen geringeren Querschnitt als das Fadenpaket 28 auf. Die Fadenpakete 24 und 26 werden zwischen den radialen Abschnitten 22a und 22b des Bundelements 22 und den radialen Abschnitten 18b und 20b der Bundelemente 18 und 20 geführt. Der axiale Abstand zwischen den radialen Abschnitten 18b, 20b, 22a und 22b bestimmt somit den Querschnitt der Fadenpakete 24 und 28.
Im Gegensatz zu dem Fadenpaket 28 liegen die Fadenpakete 24 und 26 zumindest abschnittsweise unmittelbar an der Außenumfangsfläche der Buchse 14 an. Das Fadenpaket 28 liegt ausschließlich an dem Bundelement 22 an und kommt somit nicht mit der Buchse 14 in Berührung.
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittansicht gemäß 2. In die Ansicht gemäß 3 sind verschiedene Maße der Komponenten des elastischen Gelenkkörpers 10 eingetragen.
Die eingetragenen Maße beziehen sich dabei folgendermaßen auf die einzelnen Elemente des elastischen Gelenkkörpers 10:

a1: Dicke (Erstreckung in Richtung der Mittelachse M_B der Buchse 14) des radialen Abschnitts 20b des Bundelements 20;
a2: Dicke (Erstreckung in Richtung der Mittelachse M_B der Buchse 14) des radialen Abschnitts 22b des Bundelements 22;
a3: Dicke (Erstreckung in Richtung der Mittelachse M_B der Buchse 14) des radialen Abschnitts 22a des Bundelements 22;
a4: Dicke (Erstreckung in Richtung der Mittelachse M_B der Buchse 14) des radialen Abschnitts 18b des Bundelements 18;
b1: Dicke (Erstreckung radialer Richtung) des axialen Abschnitts 20a des Bundelements 20;
b2: Dicke (Erstreckung radialer Richtung) des axialen Abschnitts 22c des Bundelements 22;
b3: Dicke (Erstreckung radialer Richtung) des axialen Abschnitts 18a des Bundelements 18;
h1: radiale Erstreckung des radialen Abschnitts 20b des Bundelements 20 ausgehend von dem axialen Abschnitt 20a;
h2: radiale Erstreckung der radialen Abschnitte 22a und 22b des Bundelements 22 ausgehend vom axialen Abschnitt 22c;
h3: radiale Erstreckung des radialen Abschnitts 18b des Bundelements 18 ausgehend von dem axialen Abschnitt 18a;
l1: axiale Erstreckung des Fadenpakets 26;
l2: axiale Erstreckung des Fadenpakets 28;
l3: axiale Erstreckung des Fadenpakets 24;
d1: Außendurchmesser der Buchse 14;
d2: Außendurchmesser der radialen Abschnitte 22a und 22b des Bundelements 22;
d3: Innendurchmesser der Buchse 14;
d4: Außendurchmesser der radialen Abschnitte 18b und 20b der Bundelemente 18 und 20;
LK: Durchmesser des Kreises auf dem die Mittelachsen M_B der Buchsen 14 liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises dem Verbindungsdurchmesser des elastischen Gelenkkörpers 10 angibt; und
R1, R2, R3, R4 vorbestimmte Radien der der Übergänge zwischen den axialen Abschnitten 18a, 20a und 22c in die radialen Abschnitte 18b, 20b, 22a und 22b der Bundelemente 18, 20, 22.

Anhand dieser Abmaße können die voranstehend beschriebenen Verhältnisse des Gelenkkörpers angegeben werden.
Das Verhältnis u₁ kann somit ermittelt werden aus
Die Summe der axialen Erstreckung l₁, l₂, l₃ kann beispielsweise 22 mm betragen. Der Verbindungsdurchmesser LK kann beispielsweise 110 mm sein. Für das Verhältnis u₁ ergibt sich dann ein Wert von 0,2.
Das Verhältnis u₂ kann ermittelt werden aus:
Für das Verhältnis u₂ wird vorzugsweise der Außendurchmesser d₂ der radialen Abschnitte 22a und 22b des Bundelements 22 herangezogen. Der Außendurchmesser d₂ der radialen Abschnitte 22a und 22b kann beispielsweise 30 mm sein. Für das Verhältnis u₂ kann sich ein Wert von 0,7 ergeben.
Das Verhältnis u₃ ergibt sich aus:
Auch für das Verhältnis u₃ wird der Außendurchmesser d₂ der radialen Abschnitte 22a und 22b des axialen inneren Bundelements 22 herangezogen. Für die axiale Erstreckung der Fadenpakete 24, 26, 28 wird wieder der beispielhafte Wert von 22 mm herangezogen. Die Dicke der radialen Abschnitte 18b, 20b, 22a und 22b kann als 1 mm angenommen werden. Als Außendurchmesser d₂ wieder 30 mm angenommen. Aus diesen Werten ergibt sich dann für das Verhältnis u₃ ein Wert von 0,87.
Das Verhältnis u₄ kann ermittelt werden aus:
Aus den voranstehend dargelegten Werten ergibt sich für das Verhältnis u₄ ein Wert von 0,24.
Das Verhältnis u₅ kann ermittelt werden aus:
Für die axiale Erstreckung l₂ des Fadenpakets 28 kann ein Wert von 12 mm angenommen werden. Bei einem Außendurchmesser d₂ der radialen Abschnitte 22a und 22b des Bundelements 22 von 30 mm kann sich ein Wert von 0,4 für das Verhältnis u₅ ergeben.
Das Verhältnis u₆ kann ermittelt werden aus:
Mit anderen Worten kann der elastische Gelenkkörper 10 gemäß der Erfindung ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der axialen Erstreckung l₂ des Fadenpakets 28 in der Zugstrecke und der axialen Erstreckung l₁ eines Fadenpakets 24 oder 26 in der Schubstrecke aufweisen. Für die axiale Erstreckung l₁ eines Fadenpakets 24 oder 26 in der Schubstrecke kann ein Wert von 5 mm und für die axiale Erstreckung l₂ des Fadenpakets 28 in der Zugstrecke ein Wert von 12 mm angenommen werden. Für das Verhältnis u₆ ergibt sich ein Wert von 0,42.
Das Verhältnis u₇ ergibt sich aus folgender Gleichung:
b1 gibt die Dicke (Erstreckung in radialer Richtung) des axialen Abschnitts 20a Bundelements 20 an. h1 gibt die radiale Erstreckung des radialen Abschnitts 20b des Bundelements 20 ausgehend von dem axialen Abschnitt 20a an. Für b1 kann 1 mm und für h1 kann 5 mm angenommen werden. Für die axiale Erstreckung l₁ des Fadenpakets 26 wird wieder 5 mm angenommen. Somit ergibt sich für das Verhältnis u₇ ein Wert von 1,2.
Ferner kann der Außendurchmesser d₂ der radialen Abschnitte 22a und 22b größer als der Außendurchmesser d₄ eines der radialen Abschnitte 18b und 20b eines der Bundelemente 18 und 20 sein. Es kann dementsprechend d₂ > d₄ gelten.
Die voranstehend diskutierten Verhältnisse bzw. Gleichungen können an die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen angepasst werden, wobei sich für die Verhältnisse u₁ bis u₇ auch bei den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen Werte ergeben, die innerhalb der voranstehend angegebenen Bereiche liegen.
4 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Gelenkkörpers 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Der Gelenkköper 110 weist einen elastischen Körper 12 und Buchsen 14 auf. An den Buchsen 14 sind Bundelemente 18 vorgesehen. Die Buchsen 14 weisen an einem ihrer Enden einen Kopf 16 auf.
5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie V-V in 4.
Der elastische Gelenkkörper 110 weist zwei Bundelemente 18 und 20 auf. Die Bundelemente 18 und 20 weisen radiale Abschnitte 18a, 18b, 20a, 20b und axiale Abschnitte 18c und 20c 18d und 20d auf. Die axialen Abschnitte 18c und 20c erstrecken sich mit dem Abschnitt 18d und 20d über den axial äußeren radialen Abschnitt 18b und 20b in axialer Richtung hinaus. Die Abschnitte 18d und 20d weisen in Richtung der axialen Enden der Buchsen 14. Die Abschnitte 18d und 20d erstrecken sich somit zwischen dem Buchsenende und dem axial äußeren radialen Abschnitt 18b und 20b. Die radialen Abschnitte 18a, 18b und 20a, 20b bilden zusammen mit den axialen Abschnitten 18c und 20c einen U-förmigen Bereich der Bundelemente 18 und 20, in dem die Fadenpakete 18 und 20 aufgenommen sind. Zwischen den axial inneren radialen Abschnitten 18a und 20a wird das Fadenpaket 28 in der Zugstrecke geführt. Es ist bei dieser Ausführungsform somit kein zusätzliches axial inneres Bundelement vorgesehen.
6 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Gelenkkörpers 210 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die Draufsicht des elastischen Gelenkkörpers 210 entspricht der Draufsicht des elastischen Gelenkkörpers 110, die voranstehend bereits im Detail beschrieben wurde.
Der wesentliche Unterschied zwischen der in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsform und der Ausführungsform gemäß der 6 und 7 liegt in der Anordnung eines zusätzlichen axial inneren Bundelements 22. Das Bundelement 22 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet und nimmt das Fadenpaket 28 auf. Die axial äußeren Bundelemente 18 und 20 entsprechen den mit Bezug auf die 4 und 5 beschriebenen Bundelementen 18 und 20. Die radialen Abschnitte 22a und 22b des axial inneren Bundelements 22 liegen an den radialen Abschnitten 18a und 20a an. Das Fadenpaket 28 ist somit über die radialen Abschnitte 18a und 22a der Bundelemente 18, 20 von dem Fadenpaket 24 und über die radialen Abschnitte 20a und 22b der Bundelemente 18, 20 von dem Fadenpaket 26 getrennt.
Bei dem elastischen Gelenkköper 110 können die Fadenpakete 24, 26, 28 direkt in die ihnen zugeordneten U-förmigen Bundelemente 18, 20 und 22 gewickelt werden. Im Anschluss daran, können die Bundelemente 18, 20, 22 und die in die Bundelemente 18, 20, 22 gewickelten Fadenpakete 24, 26, 28 auf die Buchsen 14 aufgesteckt bzw. aufgepresst werden.
8 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Gelenkkörpers 310 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Der elastische Gelenkkörper 310 weist eine elastische Ummantelung 12 bzw. einen elastischen Körper 12 und Buchsen 14 auf. Bundelemente sind an der Oberfläche des elastischen Gelenkkörpers 310 nicht erkennbar.
9 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IX-IX in 8.
Der elastische Gelenkkörper 310 weist zwei Bundelemente 18 und 20 auf, die im Querschnitt U-förmig ausgebildet sind. Die Bundelemente 18 und 20 nehmen jeweils ein Fadenpaket 24, 26 auf. Zwischen ihren einander gegenüberliegenden radialen Abschnitten 18a und 20a führen die Bundelemente 18 und 20 das Fadenpaket 28 in der Zugstrecke. Das Fadenpaket 28 erstreckt sich somit axial innerhalb der radialen Abschnitte 18a und 20a. Es ist somit kein separates axial inneres Bundelement zur Führung des Fadenpakets 28 vorgesehen.
Die in den 10 und 11 gezeigte fünfte Ausführungsform entspricht weitgehend der mit Bezug auf die 8 und 9 beschriebenen Ausführungsformen. 10 zeigt eine Draufsicht des elastischen Gelenkkörpers 410 und 11 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XI-XI in 10.
Der einzige Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 8 und 9 liegt in dem axial inneren Bundelement 22 begründet. Das axial innere Bundelement 22 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet und wurde voranstehend bereits im Detail beschrieben. Gemäß dieser Ausführungsform sind somit drei Bundelemente 18, 20, 22 mit jeweils zwei radialen Abschnitten 18a, 18b, 20a, 20b, 22a, 22b angeordnet. Die radialen Abschnitte 18a und 22a der Bundelemente 18 und 22 liegen aneinander an. Gleiches gilt für die radialen Abschnitte 20a und 22b, die ebenfalls aneinander anliegen. Die axialen Abschnitte 18c, 20c und 22c der Bundelemente 18, 20, 22 liegen an der Außenumfangsfläche der Buchse 14 an.
12 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Gelenkkörpers 510 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Der elastische Gelenkkörper 510 weist einen elastischen Körper 12 auf, in Buchsen 14 aufgenommen sind.
13 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XIII-XIII in 12.
Der elastische Gelenkkörper 510 gemäß der sechsten Ausführungsform weist fünf Fadenpakete 24, 26, 28, 30, 32 auf. Die Fadenpakete 24, 26, 28, 30, 32 weisen den gleichen Querschnitt auf, d. h. ihre Erstreckung ist sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung gleich. Die Fadenpakete 24, 26, 28, 30, 32 sind in fünf U-förmigen Bundelementen 18, 20, 22, 34, 36 aufgenommen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden die einzelnen radialen und axialen Abschnitte der Bundelemente 20, 22, 34 und 36 in 13 nicht mit Bezugszeichen versehen. Da die Bundelemente 18, 20, 22, 34, 36 allesamt im wesentlichen den gleichen Aufbau aufweisen, wird beispielhaft lediglich das Bundelement 18 beschrieben. Das Bundelement 18 weist zwei radiale Abschnitte 18a und 18b auf, die über einen axialen Abschnitt 18c miteinander verbunden werden. Zwischen den radialen Abschnitten 18a und 18b ist das Fadenpaket 24 aufgenommen. Der Querschnitt des Fadenpakets 24 ist an den Abstand zwischen den radialen Abschnitten 18a und 18b der Bundelemente 18 angepasst, sodass das Fadenpaket 24 vollständig in dem Bundelement 18 aufgenommen werden kann.
Die Fadenpakete 24, 28, 32 werden im Zugbetrieb des elastischen Gelenkkörpers 610 auf Zug belastet. Die Fadenpakete 26, 30, die zwischen den Fadenpaketen 24, 28, und 30, angeordnet sind, werden im Schubbetrieb des elastischen Gelenkkörpers auf Zug belastet.
Die Fadenpakete 24, 26, 28, 30, 32 weisen allesamt den gleichen Querschnitt auf. Die Fadenpakete 24, 26, 28, 30, 32 werden über jeweils zwei radiale Abschnitte der Bundelemente 18, 20, 22, 34, 36 in axialer Richtung voneinander getrennt.
14 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Gelenkkörpers 610 gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
Der elastische Gelenkkörper 610 weist einen elastischen Körper 12 und Buchsen 14 auf, die in Umfangsrichtung zueinander versetzt in dem elastischen Körper 12 aufgenommen sind.
15 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XV-XV in 14.
Der elastische Gelenkkörper 610 weist drei Bundelemente 18, 22, 36 auf, in denen die Fadenpakete 24, 28 und 32 aufgenommen sind. Die Bundelemente 18, 22, 36 weisen einen identischen Querschnitt auf. Die Bundelemente 18, 22, 36 sind im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Die Bundelemente 18, 22, 36 weisen somit jeweils zwei radiale Abschnitte und einen die beiden radialen Abschnitte verbindenden axialen Abschnitt auf. Dies wird durch die beispielhaft mit Bezugszeichen versehenen Abschnitte 18a, 18b und 18c des Bundelements 18 bestätigt. Das Bundelement 18 weist zwei radiale Abschnitte 18a und 18b auf, die über einen axialen Abschnitt 18c verbunden werden. Die Bundelemente 22 und 36 sind wie das Bundelement 18 aufgebaut bzw. ausgebildet. Die Bundelemente 18, 22, 36 liegen mit ihrem axialen Abschnitt an der Außenumfangsfläche der Buchsen 14 an.
Die Fadenpakete 26 und 30 werden von einander gegenüberliegenden radialen Abschnitten der Bundelemente 18, 22 und 36 abgestützt bzw. axial geführt. Die Fadenpakete 26 und 30 sind somit nicht in einem separaten Bundelement aufgenommen.
Die Fadenpakete 26 und 30 liegen somit abschnittsweise unmittelbar an der Außenumfangsfläche der Buchsen 14 an.
16 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Gelenkkörpers 710 gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung.
Der elastische Gelenkkörper 710 weist Buchsen 14 auf, die in einem elastischen Körper 12 aufgenommen sind.
17 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII-XVII in 16.
Der elastische Gelenkkörper 710 weist vier Bundelemente 18, 20, 34 und 36, die U-förmig ausgebildet sind. Die Bundelemente 18, 20, 34 und 36 nehmen jeweils ein Fadenpaket 24, 26, 30 und 32 in ihrer U-Form auf. Zwischen den Bundelementen 20 und 34 ist ein weiteres Fadenpaket 28 vorgesehen, das einen größeren Querschnitt als die Fadenpakete 24, 26, 30 und 32 aufweist. Das Fadenpaket 28 liegt zumindest abschnittsweise direkt an der Außenumfangsfläche der Buchsen 14 an. Das Fadenpaket 28 wird von einander gegenüberliegenden radialen Abschnitten der Bundelemente 20 und 34 geführt. Das Fadenpaket 28 und die Fadenpakete 24 und 32 sind in einer Zugstrecke des elastischen Gelenkkörpers 710 angeordnet. Die Fadenpakete 26 und 30 sind in einer Schubstrecke des elastischen Gelenkkörpers 710 angeordnet
Die Bundelemente 18, 20, 34 und 36 sind identisch zu den voranstehend beschriebenen U-förmigen Bundelementen ausgebildet. Die Bundelemente 18, 20, 34 und 36 sind identisch ausgebildet, d. h. die radialen Abschnitte und axialen Abschnitte jedes der Bundelemente 18, 20, 34 und 36 sind in ihrer Erstreckung identisch.
18 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Gelenkkörpers 810 gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung.
Der elastische Gelenkkörper 810 ist weniger rund als die voranstehend beschriebenen Gelenkkörper ausgebildet. Die Grundform des elastischen Gelenkkörpers 810 entspricht einem Vieleck.
Der elastische Gelenkkörper 810 weist einen elastischen Körper 12 und Buchsen 14 auf, die in dem elastischen Körper 12 aufgenommen sind. Die Buchsen 14 sind rohrförmig ausgebildet
19 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XIX-XIX in 18.
Der fadenverstärkte Gelenkkörper 810 weist zwei Bundelemente 18 und 20 auf, die U-förmig ausgebildet sind. Der elastische Gelenkkörper 810 weist ferner zwei Fadenpakete 24 und 26 auf. Das Fadenpaket 24 ist in dem Bundelement 18 aufgenommen. Das Fadenpaket 26 ist in dem Bundelement 20 aufgenommen. Das Fadenpaket 24 ist in eine Zugstrecke angeordnet und weist somit einen größeren Querschnitt als das in einer Schubstrecke des elastischen Gelenkkörpers 10 angeordnete Fadenpaket 26.
Die Bundelemente 18 und 20 weisen jeweils zwei radiale Abschnitte 18a, 18b und 20a, 20b auf. Die radialen Abschnitte 18a, 18b und 20a, 20b werden über einen axialen Abschnitt 18c und 20c miteinander verbunden. Der axiale Abschnitt 18c des Bundelements 18 ist in axialer Richtung länger ausgebildet als der axiale Abschnitt 20c des Bundelements 20. Da das Fadenpaket 24 einen größeren Querschnitt aufweist, muss auch das diesem Fadenpaket 24 zugeordnete Bundelement 18 größer als das Bundelement 20 ausgebildet sein. Die Erstreckung der radialen Abschnitte 18a, 18b und 20a, 20b der beiden Bundelemente 18 und 20 ist jedoch identisch, sodass der einzige Unterschied in der axialen Erstreckung der der axialen Abschnitte 18c und 20c liegt. Die Bundelemente 18 und 20 sind in ihrer Erstreckung in radialer und axialer Richtung auf den vorbestimmten Querschnitt der Fadenpakete 24 und 26 abgestimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004029989 A1 [0002, 0003]
DE 3734089 A1 [0002, 0004]

Claims

Elastischer Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit – einer Mehrzahl von Buchsen (14), wobei die Mittelachsen (M_B) der Buchsen (14) auf einem Kreis (K) um die Mittelachse (M_G) des elastischen Gelenkkörpers (10) liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser (LK) des elastischen Gelenkkörpers angibt, – eine Mehrzahl von Fadenpaketen (24, 26, 28, 30, 32) zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist, – wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32), die eine Mehrzahl von Bundelementen (18, 20, 22, 34, 36) aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) wenigstens ein Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und – wenigstens einer elastischen Ummantelung (12), in die die Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind, wobei für das Verhältnis u₁ zwischen der Summe der axialen Erstreckung (l₁, l₂, l_n) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und dem Verbindungsdurchmesser (LK) 0,05 ≤ u₁ ≤ 0,35 gilt.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach Anspruch 1, wobei für das Verhältnis u₁ zwischen der Summe der axialen Erstreckung (l₁, l₂, l_n) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und dem Verbindungsdurchmesser (LK) 0,1 ≤ u₁ ≤ 0,3, vorzugsweise 0,12 ≤ u₁ ≤ 0,28 gilt.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verhältnis u₂ zwischen der Summe der axialen Erstreckung (l₁, l₂, l₃) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und dem Außendurchmesser (d) wenigstens eines Bundelements 0,3 ≤ u₂ ≤ 1, vorzugsweise 0,4 ≤ u₂ ≤ 0,9 ist.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verhältnis u₃ zwischen der axialen Erstreckung der Stützeinrichtung und dem Außendurchmesser (d) eines Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) 0,6 ≤ u₃ ≤ 1,2, vorzugsweise 0,8 ≤ u₃ ≤ 1 ist, wobei die axiale Erstreckung der Stützeinrichtung der Summe aus der axialen Erstreckung (l₁, l₂, l₃) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und der Dicke (a₁, a₂, a₃, a_n) der radialen Abschnitte der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) entspricht.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verhältnis u₄ zwischen der axialen Erstreckung der Stützeinrichtung und dem Verbindungsdurchmesser (LK) 0,1 ≤ u₄ ≤ 0,45, vorzugsweise 0,15 ≤ u₄ ≤ 0,4 ist, wobei die axiale Erstreckung der Stützeinrichtung der Summe aus der axialen Erstreckung (l₁, l₂, l_n) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und der Dicke (a₁, a₂, a₃, a_n) der radialen Abschnitte der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) entspricht.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verhältnis u₅ zwischen der axialen Erstreckung (l₂) eines Fadenpakets (24, 26, 28, 30, 32) in der Zugstrecke und dem Außendurchmesser (d₂) eines diesem Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) zugeordneten Bundelements 0,2 ≤ u₅ ≤ 0,6, vorzugsweise 0,25 ≤ u₅ ≤ 0,5 ist.
Elastischer Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit – einer Mehrzahl von Buchsen (14), wobei die Mittelachsen (M_B) der Buchsen (14) auf einem Kreis (K) um die Mittelachse (M_G) des elastischen Gelenkkörpers (10) liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser (LK) des elastischen Gelenkkörpers angibt, – eine Mehrzahl von Fadenpaketen (24, 26, 28, 30, 32) zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist, – wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32), die eine Mehrzahl von Bundelementen (18, 20, 22, 34, 36) aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) wenigstens ein Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und – wenigstens einer elastischen Ummantelung (12), in die zumindest die Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind, wobei das Verhältnis u₂ zwischen der Summe der axialen Erstreckung (l₁, l₂, l₃) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und dem Außendurchmesser (d) wenigstens eines Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) 0,3 ≤ u₂ ≤ 1, vorzugsweise 0,4 ≤ u₂ ≤ 0,9 ist.
Elastischer Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit – einer Mehrzahl von Buchsen (14), wobei die Mittelachsen (M_B) der Buchsen (14) auf einem Kreis (K) um die Mittelachse (M_G) des elastischen Gelenkkörpers (10) liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser (LK) des elastischen Gelenkkörpers angibt, – eine Mehrzahl von Fadenpaketen (24, 26, 28, 30, 32) zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist, – zur Führung der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32), die eine Mehrzahl von Bundelementen (18, 20, 22, 34, 36) aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) wenigstens ein Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und – wenigstens einer elastischen Ummantelung (12), in die die Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind, wobei das Verhältnis u₃ zwischen der axialen Erstreckung der Stützeinrichtung und dem Außendurchmesser eines Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) 0,6 ≤ u₃ ≤ 1,2, vorzugsweise 0,8 ≤ u₃ ≤ 1 ist, wobei die axiale Erstreckung der Stützeinrichtung der Summe aus der axialen Erstreckung (l₁, l₂, l₃) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und der Dicke (a₁, a₂, a₃, a_n) der radialen Abschnitte der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) entspricht.
Elastischer Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit – einer Mehrzahl von Buchsen (14), wobei die Mittelachsen (M_B) der Buchsen (14) auf einem Kreis (K) um die Mittelachse (M_G) des elastischen Gelenkkörpers (10) liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser (LK) des elastischen Gelenkkörpers angibt, – eine Mehrzahl von (24, 26, 28, 30, 32) zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist, – wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32), die eine Mehrzahl von Bundelementen (18, 20, 22, 34, 36) aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) wenigstens ein Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und – wenigstens einer elastischen Ummantelung (12), in die die Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind, wobei das Verhältnis u₄ zwischen der axialen Erstreckung der Stützeinrichtung und dem Verbindungsdurchmesser (LK) 0,1 ≤ u₄ ≤ 0,45, vorzugsweise 0,15 ≤ u₄ ≤ 0,4 ist, wobei die axiale Erstreckung der Stützeinrichtung der Summe aus der axialen Erstreckung (l₁, l₂, l₃) der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und der Dicke (a₁, a₂, a₃, a₄) der radialen Abschnitte der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) entspricht.
Elastischer Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit – einer Mehrzahl von Buchsen (14), wobei die Mittelachsen (M_B) der Buchsen (14) auf einem Kreis (K) um die Mittelachse (M_G) des elastischen Gelenkkörpers (10) liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises den Verbindungsdurchmesser (LK) des elastischen Gelenkkörpers angibt, – eine Mehrzahl von Fadenpaketen (24, 26, 28, 30, 32) zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist, – wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung der Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32), die eine Mehrzahl von Bundelementen (18, 20, 22, 34, 36) aufweist, wobei die Mehrzahl der Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) wenigstens ein Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten umfasst, und – wenigstens einer elastischen Ummantelung (12), in die zumindest die Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind, wobei das Verhältnis u₅ zwischen der axialen Erstreckung (l₂) eines Fadenpakets (24, 26, 28, 30, 32) in der Zugstrecke und dem Außendurchmesser (d₂) eines diesem Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) zugeordneten Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) 0,2 ≤ u₅ ≤ 0,6, vorzugsweise 0,25 ≤ u₅ ≤ 0,5 ist.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei wenigstens ein in der Zugstrecke angeordnetes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) in dem Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten aufgenommen ist.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei wenigstens ein in der Schubstrecke angeordnetes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) in dem Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten aufgenommen ist.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das wenigstens eine in der Schubstrecke angeordnete Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) sich zwischen dem Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten und einem axial äußeren Bundelement (18, 20, 22, 34, 36) erstreckt.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei sich wenigstens ein Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) in axialer Richtung zwischen zwei Bundelementen (18, 20, 22, 34, 36) mit wenigstens zwei sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitten erstreckt.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die axial äußeren Bundelemente (18, 20, 22, 34, 36) einen axialen Abschnitt aufweisen, der sich über einen radialen Abschnitt des Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) hinaus in Richtung der axialen Enden der Buchse (14) erstreckt.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Verhältnis u₆ zwischen der axialen Erstreckung des wenigstens einen Fadenpakets (24, 26, 28, 30, 32) in der Zugstrecke und der axialen Erstreckung des wenigstens einen Fadenpakets (24, 26, 28, 30, 32) in der Schubstrecke 0,4 ≤ u₆ ≤ 0,6, vorzugsweise 0,5 ist.
Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Außendurchmesser (d) wenigstens eines axial inneren Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) größer als der Außendurchmesser (d) des wenigstens einen axial äußeren Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) ist.
Elastischer Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit – einer Mehrzahl von Buchsen (14), wobei die Mittelachsen (M_B) der Buchsen (14) auf einem Kreis um die Mittelachse (M_G) des elastischen Gelenkkörpers (10) liegen, wobei der Durchmesser dieses Kreises (K) den Verbindungsdurchmesser (LK) des elastischen Gelenkkörpers (10) angibt, – wenigstens einem Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) zur Kopplung wenigstens zweier Buchsen, wobei jedes Fadenpaket (24, 26, 28, 30, 32) eine vorbestimmte axiale Erstreckung aufweist, – wenigstens einer Stützeinrichtung zur Führung des wenigstens einen Fadenpakets (24, 26, 28, 30, 32), die eine Mehrzahl von Bundelementen (18, 20, 22, 34, 36) aufweist, und – wenigstens einer elastischen Ummantelung, in die die Fadenpakete (24, 26, 28, 30, 32) und die wenigstens eine Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind, wobei der Außendurchmesser (d) wenigstens eines axial inneren Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) größer als der Außendurchmesser (d) des wenigstens einen axial äußeren Bundelements (18, 20, 22, 34, 36) ist.
Wellenanordnung mit einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–18.