DE102016203016A1

DE102016203016A1 - Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung

Info

Publication number: DE102016203016A1
Application number: DE102016203016.7A
Authority: DE
Inventors: Marc Brandl; Bernd Scheper; Josef Stubenrauch; Thomas Ochsenkühn
Original assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-08-31

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) zum Verbinden von zwei Wellenabschnitten mit – wenigstens einer Schubstrecke (SS), die im Schub-Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (10) auf Zug belastet ist, wobei in der wenigstens einen Schubstrecke (SS) wenigstens ein Fadenpaket (18, 20) angeordnet ist, – wenigstens einer Zugstrecke (ZS), die im Zug-Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (10) auf Zug belastet ist, wobei in der wenigstens einen Zugstrecke (ZS) wenigstens ein Fadenpaket (14, 16) angeordnet ist, – wenigstens zwei Buchsen (12), die von wenigstens einem der Fadenpakete (14, 16, 18, 20) umschlungen sind, – wenigstens einem gummielastischen Körper (36), in den die Fadenpakete (14, 16, 18, 20) und die Buchsen (12) zumindest abschnittsweise eingebettet sind. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass in der wenigstens einen Zugstrecke (ZS) wenigstens zwei Fadenpakete (14, 16) angeordnet sind, wobei sich die in der Zugstrecke (ZS) angeordneten wenigstens zwei Fadenpakete (14, 16) an wenigstens ein Zwischenelement (24) anlegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte.
Derartige Gelenkkörper sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in dem Dokument DE 10 2008 047 596 A1 offenbart. Dieses Dokument offenbart einen elastischen Gelenkkörper mit einer Mehrzahl von Buchsen, die über Fadenpakete paarweise miteinander verbunden werden. Die Fadenpakete werden über Bundelemente an den Buchsen gesichert. Die Fadenpakete, die Buchsen und die Bundelemente sind in eine elastische Ummantelung eingebettet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, die mit hohen Drehzahlen und/oder großen Beugewinkeln betrieben werden kann und eine verbesserte Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einer fadenverstärkte Gelenkvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 17 angegeben.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst:

– wenigstens einer Schubstrecke, die im Schub-Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung auf Zug belastet ist, wobei in der wenigstens einen Schubstrecke wenigstens ein Fadenpaket angeordnet ist,
– wenigstens einer Zugstrecke, die im Zug-Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung auf Zug belastet ist, wobei in der wenigstens einen Zugstrecke wenigstens ein Fadenpaket angeordnet ist,
– wenigstens zwei Buchsen, die von wenigstens einem der Fadenpakete umschlungen sind,
– wenigstens einem elastischen Körper, in den die Fadenpakete und die Buchsen zumindest abschnittsweise eingebettet sind.

Erfindungsgemäß sind in der wenigstens einen Zugstrecke wenigstens zwei Fadenpakete angeordnet. Die in der Zugstrecke angeordneten wenigstens zwei Fadenpakete legen sich an wenigstens ein Zwischenelement an.
Durch die Anordnung von wenigstens zwei in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakten, die sich an wenigstens ein Zwischenelement anlegen, wird erreicht, dass die kardanischen Eigenschaften der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung während des Betriebs verbessert werden. Dadurch wird auch die Lebensdauer der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung verbessert. Die erfindungsgemäße fadenverstärkte Gelenkvorrichtung kann selbst bei hohen Drehzahlen dauerhaft große Beugewinkel aufnehmen. Ferner wird durch die beschriebene Anordnung von wenigstens zwei Fadenpaketen in der Zugstrecke gewährleistet, dass im Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung weniger Wärme in die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung eingetragen wird, wodurch die Lebensdauer der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung weiter verbessert werden kann.
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 (Zug-Betrieb) nehmen die wenigstens zwei in der jeweiligen Zugstrecke angeordneten Fadenpakete Zugkräfte auf. Bei Drehmomentbelastung in der anderen Richtung (Schub-Betrieb) nimmt das wenigstens eine Fadenpaket der jeweiligen Schubstrecke Zugkräfte auf.
Eine Buchse wird von wenigstens einem in der Schubstrecke angeordneten Fadenpaket und wenigstens zwei in der Zugstrecke angeordneten Fadenpaketen umschlungen, die in Richtung der Mittelachse der Buchse zueinander versetzt an der Buchse angeordnet sind. Ausgehend von einer Buchse erstrecken sich die wenigstens zwei in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete in Richtung einer benachbarten Buchse, wohingegen sich das wenigstens eine in der Schubstrecke angeordnete Fadenpaket in Richtung einer anderen Buchse erstreckt.
Die elastische Ummantelung 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.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann sich jedes der wenigstens zwei in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete an wenigstens ein Zwischenelement anlegen. Anders ausgedrückt können mehrere Zwischenelemente angeordnet sein. Jedes der wenigstens zwei Fadenpakete in der Zugstrecke kann sich dann an eines der Zwischenelemente anlegen.
Auch in der Schubstrecke können wenigstens zwei Fadenpakete angeordnet sein. Die wenigstens zwei Fadenpakete in der Zugstrecke können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in axialer Richtung zwischen den beiden Fadenpaketen in der Schubstrecke angeordnet sein. Alternativ hierzu können die Fadenpakete in der Schubstrecke und die Fadenpakete in der Zugstrecke in axialer Richtung der Buchsen wechselweise angeordnet sein.
Die beiden in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete können in axialer Richtung durch wenigstens ein Zwischenelement getrennt sein. Durch die Trennung der beiden Fadenpakete in der Zugstrecke mit wenigstens einem Zwischenelement können in der Zugstrecke Fadenpakete mit einem geringeren Querschnitt als beim Stand der Technik verwendet werden. Die von dem wenigstens einen Zwischenelement getrennten Fadenpakete weisen eine relativ große Oberfläche auf. Dadurch kann die im Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung entstehende Wärme besser abgeleitet werden. Zudem trägt die Trennung der beiden in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete auch zur Verbesserung der kardanischen Eigenschaften der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung bei. Insbesondere können die wenigstens zwei in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete derart getrennt werden, dass in einem mittigen Bereich der axialen Erstreckung des wenigstens einen elastischen Körpers kein Fadenpaket in der Zugstrecke angeordnet ist. Dieser mittige Bereich der axialen Erstreckung des wenigstens einen elastischen Körpers kann somit frei von einem Fadenpaket in der Zugstrecke sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das wenigstens eine Zwischenelement zur Trennung der Fadenpakete in der Zugstrecke derart ausgebildet sein, dass das wenigstens eine Zwischenelement sich in der Zugstrecke zwischen zwei benachbarten Buchsen erstreckt. Das Zwischenelement kann in diesem Fall plattenförmig ausgebildet sein und wenigstens eine Einrichtung zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme von benachbarten Buchsen aufweisen. Einrichtungen zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme von benachbarten Buchsen können beispielsweise Öffnungen oder Ausnehmungen an dem Zwischenelement sein.
In axialer Richtung kann zwischen den beiden in der Zugstrecke angeordneten Fadenpaketen wenigstens ein in der Schubstrecke angeordnetes Fadenpaket vorgesehen sein. Mit anderen Worten können die in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete im Bereich der Buchsen von einem in der Schubstrecke angeordneten Fadenpaket getrennt werden. Die in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete können in diesem Fall direkt bzw. unmittelbar an dem die Fadenpakete trennenden Zwischenelement anliegen. Beispielsweise kann das wenigstens eine Fadenpaket in der Schubstrecke, das zwischen den beiden Fadenpaketen in der Zugstrecke angeordnet ist, eine geringere axiale Erstreckung als die Fadenpakete in der Zugstrecke aufweisen. Das wenigstens eine Fadenpaket in der Schubstrecke, das die beiden in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete trennt, kann sich in einem mittigen Bereich der axialen Erstreckung des wenigstens einen elastischen Körpers erstrecken.
Einzelne Fadenpakete in der Zugstrecke und in der Schubstrecke können durch wenigstens ein Zwischenelement getrennt werden. Es können auch einzelne Fadenpakete durch wenigstens ein Zwischenelement getrennt werden, wohingegen andere Fadenpakete an der selben Buchse direkt aneinander anliegen. Es können somit Kombinationen von durch Zwischenelemente getrennten Fadenpaketen und direkt aneinander anliegenden Fadenpaketen in einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung verwendet werden. Die wenigstens zwei in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete liegen nicht direkt aneinander an, sondern können zumindest durch wenigstens ein Zwischenelement oder wenigstens ein Fadenpaket in der Schubstrecke getrennt bzw. voneinander beabstandet sein. Es kann zwischen den Fadenpaketen in der Schubstrecke und den Fadenpaketen in der Zugstrecke jeweils wenigstens ein Zwischenelement vorgesehen sein.
Das wenigstens eine Zwischenelement kann in Form eines im Querschnitt L-förmigen Kragens oder in Form einer Scheibe ausgebildet sein. Die im Querschnitt L-förmigen Kragen können einen an der Buchse anliegenden Abschnitt aufweisen. Der an der Buchse anliegende Abschnitt kann sich in Richtung eines der an den axialen Enden der Buchsen angeordneten Bundelemente erstrecken. Der an der Buchse anliegende Abschnitt der Kragen kann auch als Rohrabschnitt bezeichnet werden. Dieser Rohrabschnitt kann von einem Fadenpaket umschlungen werden. Die im Querschnitt L-förmigen Kragen weisen ferner auch einen radialen Abschnitt auf, der sich von dem Rohrabschnitt weg erstreckt. An diesem radialen Abschnitt können sich die Fadenpakete im Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung abstützen. Der Rohrabschnitt kann sich an ein weiteres Zwischenelement, d.h. eine Scheibe oder einen weiteren L-förmigen Kragen, in axialer Richtung der Buchsen anlegen bzw. an diesem weiteren Zwischenelement abstützen. Insbesondere kann sich der Rohrabschnitt mit seiner axialen Stirn- oder Endfläche an dem weiteren Zwischenelement abstützen. Wird eine Mehrzahl von Zwischenelementen verwendet, können die Zwischenelemente allesamt im Querschnitt L-förmige Kragen oder scheibenförmig ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass Kombinationen von im Querschnitt L-förmigen Kragen und Scheiben als Zwischenelemente verwendet werden. Insbesondere das mittig angeordnete bzw. zentrale Zwischenelement kann scheibenförmig ausgebildet sein. Alle weiteren Zwischenelemente können in diesem Fall beispielsweise als L-förmige Kragen ausgebildet sein.
An jedem axialen Ende der Buchsen kann wenigstens ein Bundelement vorgesehen sein, das sich jeweils an das axial äußere Fadenpaket anlegt. Die Bundelemente können ebenfalls beispielsweis im Querschnitt L-förmige Kragen sein. In diesem Fall weisen die Rohrabschnitte der L-förmigen Kragen in Richtung der Buchsenenden. Die Bundelemente dienen zur Sicherung der Fadenpakete und der Zwischenelemente an den Buchsen. Wenigstens ein Zwischenelement kann sich an dem wenigstens einen Bundelement abstützen bzw. an dem wenigstens einen Bundelement anlegen. Insbesondere kann sich wenigstens ein Zwischenelement in Form eines im Querschnitt L-förmigen Kragens mit seinem Rohrabschnitt an das wenigstens eine Bundelement anlegen.
Die in axialer Richtung der Buchsen äußeren Fadenpakete können in der Zugstrecke angeordnet sein. Alternativ können die in axialer Richtung der Buchsen äußeren Fadenpakete in der Schubstrecke angeordnet sein.
Das an dem axialen Ende der Buchsen angeordnete wenigstens eine Bundelement kann im Querschnitt U-förmig sein. Mit anderen Worten kann das Bundelement im achsenthaltenden Schnitt betrachtet einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, der von zwei Längsschenkeln und einem Querschenkel gebildet wird. Der radial innere Längsschenkel kann an der Buchse anliegen. Der radial äußere Längsschenkel kann zumindest abschnittweise in den gummielastischen Körper eingebettet sein. Durch die Verwendung eines U-förmigen Bundelements können Risse an der Oberfläche des gummielastischen Körpers vermieden werden, die sich negativ auf die Lebensdauer der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung auswirken können. Ferner kann durch den zusätzlichen, radial äußeren Längsschenkel das Bundelement weiter versteift werden. Dies bedeutet, dass bei einer Belastung der Bundelemente im Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung aufgrund der erhöhten Steifigkeit der U-förmigen Bundelemente deren Lebensdauer und damit die gesamte Lebensdauer der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung insgesamt verbessert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung wenigstens eine sich in radialer Richtung in den elastischen Körper erstreckende Ausnehmung aufweisen. Durch die wenigstens eine radiale Ausnehmung in dem elastischen Körper werden die durch die Fliehkraft belasteten Bereiche des elastischen Körpers in ihrer Materialstärke zumindest reduziert oder auch vollständig beseitigt. Somit kann mit der wenigstens einen radialen Ausnehmung eine Materialansammlung vermieden werden, wodurch die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung im Betrieb durch die nach radial außen gerichtete Fliehkraft gleichmäßiger belastet wird. Da in den durch die Fliehkraft belasteten Bereichen weniger Material oder gar kein Material mehr vorgesehen ist, wird die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung insgesamt durch die Fliehkraft weniger beansprucht bzw. weniger fliehkraftbedingt deformiert und ist für noch höhere Drehzahlen noch besser geeignet. Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung kann ebenfalls kostengünstig hergestellt werden, da durch die Ausnehmungen in der elastischen Ummantelung Material eingespart werden kann. Dadurch wird der elastische Gelenkkörper auch gewichtsmäßig leichter. Die wenigstens eine radiale Ausnehmung kann sich in axialer Richtung des Gelenkkörpers zwischen den in der Schubstrecke angeordneten Fadenpaketen erstrecken. Die wenigstens eine radiale Ausnehmung kann sich von einer Außenumfangsfläche des elastischen Gelenkkörpers in Richtung der Mittelachse des elastischen Gelenkkörpers erstrecken. Die wenigstens eine radiale Ausnehmung kann sich dabei um einen vorbestimmten radialen Weg in die elastische Ummantelung hinein erstrecken, wodurch der auf Fliehkraft belastete Bereich in seiner Materialstärke in radialer Richtung reduziert wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann sich zwischen wenigstens zwei Zwischenelementen wenigstens ein bolzenförmiges Element erstreckt. Die Zwischenelement können Öffnungen zur abschnittsweisen Aufnahme des wenigstens einen bolzenförmigen Elements aufweisen. Wenigstens ein zentral angeordnetes Zwischenelement kann sich an das wenigstens eine bolzenförmige Element anlegen und dazu eine Ausnehmung aufweisen.
Das wenigstens eine bolzenförmige Element kann von wenigstens einem Zusatzfadenpaket umschlungen sein. Das wenigstens eine Zusatzfadenpaket kann in der Zugstrecke angeordnet sein. Das wenigstens eine Zusatzfadenpaket kann zumindest abschnittsweise parallel zu den in der Zugstrecke angeordneten Fadenpaketen verlaufen. Das wenigstens eine Zusatzfadenpaket kann sich dabei in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Buchsen erstrecken. Das wenigstens eine Zusatzfadenpaket umschlingt dabei keine Buchse sondern ausschließlich die bolzenförmigen Elemente. Es können auch mehrere in axialer Richtung der Buchsen zueinander versetzt angeordnete Zusatzfadenpakete vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Wellenanordnung, insbesondere einen Antriebstrang eines Fahrzeugs, mit einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung der voranstehend beschriebenen Art.
In Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es stellen dar:
1 bis 7 Ansichten einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
8 bis 14 Ansichten einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
15 bis 22 Ansichten einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
23 bis 29 Ansichten einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
30 bis 36 Ansichten einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
37 bis 43 Ansichten einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung; und
44 bis 132 Ansichten von fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 10 umfasst sechs Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆. Die Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ werden jeweils von vier Fadenpaketen 14, 16, 18, 20 umschlungen. Die Fadenpakete 14 und 16 sind in einer Zugstrecke ZS der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10 angeordnet. Die Fadenpakete 18 und 20 sind im Gegensatz dazu in einer Schubstrecke SS der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10 angeordnet. Die Zugstrecken ZS und die Schubstrecke SS wechseln sich in Umfangsrichtung der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10 ab. Die in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 14 und 16 werden in Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung auf Zug belastet. Im Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung sind die in der Schubstrecke SS angeordneten Fadenpakete 18 und 20 in einem Bereich der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10 vorgesehen, der auf Druck belastet wird. Die Fadenpakete 18 und 20 nehmen jedoch quasi keine Schub- bzw. Druckkräfte auf. Die Schub- bzw. Druckkräfte werden von einem elastischen Körper aufgenommen, in den der in 1 gezeigt Grundkörper eingebettet wird (siehe 5 bis 7).
Zwischen den Fadenpaketen 14, 16, 18 und 20 sind Zwischenelemente 22, 24 und 26 vorgesehen, die zwischen den Fadenpaketen 14, 16, 18, 20 angeordnet sind. Die Zwischenelemente 22, 24, 26 trennen die Fadenpakete 14, 16, 18, 20 in axialer Richtung Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆. Die Zwischenelemente 22, 24, 26 gemäß dieser Ausführungsform sind scheibenförmig ausgebildet. Die in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 14, 16 legen sich an den Zwischenelemente 22, 24, 26 an. Mit anderen Worten erstrecken sich die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS zwischen den Zwischenelementen 22, 24, 26.
Das Zwischenelement 24 ist zwischen den beiden in der Zugstrecke angeordneten Fadenpaketen 14 und 16 vorgesehen und trennt die beiden in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 14, 16 voneinander. Dadurch wird verhindert, dass sich im Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10 insbesondere bei großen Beugewinkelbelastungen und/ oder hohen Drehzahlen die in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 14, 16 zu stark erhitzen. Anderes ausgedrückt kann die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 10 mit den durch das Zwischenelement 24 getrennten Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS größere Beugewinkel auch bei hohen Drehzahlen dauerhaft aufnehmen.
An den axialen Enden der Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ sind Bundelemente 28 und 30 vorgesehen. Die in der Schubstrecke angeordneten Fadenpakete 18, 20 erstrecken zwischen den Zwischenelementen 22, 26 und den Bundelementen 28 und 30. Die Bundelemente 28 und 30 legen sich an die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke an und dienen unter anderem dazu, die die Fadenpakete 14, 16, 18, 20 und die Zwischenelemente 22, 24, 26 an den Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ zu sichern.
2 zeigt eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht des Grundkörpers der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10.
Die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke werden durch das scheibenförmige Zwischenelement 24 voneinander getrennt. Die in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete 14, 16 legen sich zusätzlich zu dem Zwischenelement 24 auch an die axial äußeren Zwischenelemente 22 und 26 an. Die Fadenpakete 14, 16 sind zwischen den Fadenpaketen 18, 20 in der Schubstrecke angeordnet. Die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke legen sich zum einen an den Zwischenelemente 22, 26 und zum anderen an die Bundelemente 28 und 30 an. Die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS weisen einen in axialer Richtung größeren Querschnitt auf, als die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Fadenpakete 14, 16 im Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10 Zugkräfte übertragen, wohingegen die Fadenpakete 18, 20 keine oder nur geringfügige Druckkräfte in der Schubstrecke SS aufnehmen können.
3 zeigt eine Draufsicht der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10.
Die Zugstrecken ZS und die Schubstrecken SS sind in Umfangsrichtung der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10 wechselweise angeordnet.
Ferner sind in 3 die Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ erkennbar, die jeweils paarweise von den Fadenpaketen 14, 18 (in 3 sind nur die Fadenpakete 14, 18 gezeigt) umschlungen und derart miteinander verbunden werden. Die Fadenpakete 14, 18, werden über die Bundelemente 28 an den Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ gesichert.
4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV in 3.
Die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS werden von dem Zwischenelement 24 getrennt. Die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS schließen an den Buchse 12 ₁ bis 12 ₆ die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS in Richtung der Achsen A_B der Buchsen 12 ein. Mit anderen Worten sind die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS in Richtung der Achsen A_B der Buchsen 12 zwischen den Fadenpaketen 18, 20 in der Schubstrecke SS angeordnet.
Die Zwischenelemente 22 und 26 trennen die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS von den Fadenpaketen 18, 20 in der Schubstrecke SS. An den axialen Enden der Buchsen 12 sind die Bundelemente 28, 30 vorgesehen, die sich an die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS anlegen. Die Zwischenelemente 22, 24, 26 sind scheibenförmig ausgebildet. Die Bundelemente 28, 30 an den axialen Enden der Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ sind im Querschnitt in Form von L-förmigen Kragen ausgebildet. Die Bundelemente 28 und 30 weisen an den Buchsen 12 anliegenden Rohrabschnitt 32 und einen sich radial von diesem sich Rohrabschnitt 32 weg erstreckenden Abschnitt 34 auf. Die Bundelemente 28 und 30 legen sich mit ihren radialen Abschnitt 34 an die Fadenpakete 18, 20 in die Schubstrecke SS an.
5 zeigt eine Draufsicht der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 10, in der der in den 1 bis 4 dargestellte Grundkörper in seinem in einen elastischen Körper 36 eingebetteten Zustand dargestellt ist.
Der elastische Körper 36 umgibt die Fadenpakete 14, 16, 18, 20, die Zwischenelemente 22, 24, 26, die Bundelemente 28, 30 und die Buchsen 12 zumindest abschnittsweise.
In 5 sind wiederum die Zugstrecken ZS und die Schubstrecken SS der fadengestärkten Gelenkvorrichtung 10 gekennzeichnet. In den Schubstrecken SS werden Druck- bzw. Schubkräfte von dem gummielastischen Körper 36 übertragen. Die in der Schubstrecke SS angeordneten Fadenpakete übertragen quasi keine Schub- bzw. Druckkräfte, da dies mehr oder weniger alleine von dem gummielastischen Körper 36 übernommen wird.
6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Abschnittlinie VI-VI in 5.
In 6 sind die in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 14, 16 erkennbar, die von den gummielastischen Körper 36 umgeben sind. Im Bereich zwischen den 12 ₁ bis 12 ₆ (5) ist in axialer Richtung zwischen den Fadenpaketen 14, 16 eine Schicht des Materials des elastischen Körpers 36 erkennbar, die die Fadenpakete 14, 16 im Bereich zwischen den Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ trennt.
Die Fadenpakete 18 und 20 in der Schubstrecke SS sind ebenfalls in den gummielastischen Körper 36 eingebettet. Durch die in 6 erkennbaren Abstand zwischen den Fadenpaketen 18, 20 in der Schubstrecke SS wird deutlich, dass die in der Schubstrecke SS angeordneten Fadenpakete 18, 20 in axialer Richtung der Buchsen 12 die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke zwischen sich einschließen.
7 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie VII-VII in 5. Die in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete 14, 16 sind zwischen den Fadenpaketen 18, 20 in der Schubstrecke angeordnet. Die Fadenpakete 14, 16, 18, 20 sind über scheibenförmige Zwischenelemente 22, 24, 26 in Richtung der Achsen A_B der Buchsen 12 getrennt bzw. beabstandet. Die Fadenpakete 14, 16, 18, 20 werden über Bundelemente 28, 30 an den axialen Enden der Buchsen 12 gesichert. Die Bundelemente 28, 30 weisen einen Rohrabschnitt 32 und einen sich radial von diesem Rohrabschnitt 32 weg erstreckenden Abschnitt 34 auf und sind damit im Querschnitt L-förmig ausgebildet. An dem radialen Abschnitt 34 können sich die Fadenpakete 18, 20 abstützen. Der radiale Abschnitt 34 und der Rohrabschnitt 32 zumindest abschnittsweise sind in dem elastischen Körper 36 eingebettet. Die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke weisen in axialer Richtung der Buchsen 12 eine größere axiale Erstreckung auf als die in der Schubstrecke angeordneten Fadenpakte 18, 20.
In den 8 bis 14 ist eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung entspricht weitestgehend der mit Bezug auf die 1 bis 7 beschriebenen ersten Ausführungsform. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen ist in den 11 und 14 erkennbar.
Die Zwischenelemente 22, 26 der zweiten Ausführungsform (8 bis 14) sind als im Querschnitt L-förmige Kragen ausgebildet. Die Zwischenelemente 22, 26 weisen somit ebenso wie die Bundelemente 28, 30 einen an den Buchsen 12 anliegenden Rohrabschnitt 32 und einen sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt 34 auf. Der sich in radialer Richtung erstreckende Abschnitt 34 der Zwischenelemente 22 und 26 trennt die in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 14, 16 von den Fadenpakten 18, 20 in der Schubstrecke SS. Der Rohrabschnitt 32 der Zwischenelemente 22, 26 legt sich an die an den axialen Enden der Buchsen 12 angeordneten Bundelementen 28, 30 an. Der Rohrabschnitt 32 der Zwischenelemente 22, 26 weist somit jeweils in Richtung des nächst gelegenen Endes der Buchsen 12. Der Rohrabschnitt 32 der Bundelemente 22, 26 legt sich mit seiner axialen Stirnfläche bzw. Endfläche an die Bundelemente 28, 30 an. Der Rohrabschnitt 32 der Bundelemente 22, 24 wird zumindest abschnittsweise von jeweils einem der Fadenpakte 18, 20 in der Schubstrecke umschlungen. Der radiale Abschnitt 34 der Zwischenelemente 22, 26 und der radiale Abschnitt 34 der Bundelemente 28, 30 schließen zwischen sich den Querschnitt eines der Fadenpakte 18, 20 in der Schubstrecke SS ein, so dass der Querschnitt des Fadenpakets 18, 20 im Wesentlichen der axialen Erstreckung der Rohrabschnitte 32 der Zwischenelemente 22, 26 entspricht.
Die 15 bis 23 zeigen eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 200 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Der Aufbau des Grundkörpers der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 200 entspricht dem Aufbau des Grundkörpers der mit Bezug auf die 8 bis 14 beschriebenen zweiten Ausführungsform.
Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich durch radiale Ausnehmungen 38 in dem elastischen Körper 36, die bei der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 200 vorgesehen sind, wie aus 19 hervorgeht. Die radialen Ausnehmungen 38 erstrecken sich von der Außenumfangsfläche 40 des elastischen Körpers 36 der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 200 radial in den elastischen Körper 36 hinein.
20 zeigt eine teilweise aufgebrochene Draufsicht der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 200.
Die radialen Ausnehmungen 38 sind in der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 200 in der Schubstrecke SS ausgebildet. Die radialen Ausnehmungen 38 erstrecken sich von der Außenumfangsfläche 40 des elastischen Körpers 36 in Richtung der Mittelachse M in den elastischen Körper 36 hinein.
21 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXI-XXI in 20.
In 21 sind die radialen Ausnehmungen 38 erkennbar, die sich in Richtung der Achsen A_B der Buchsen 12 zwischen den Fadenpakten 18, 20 in der Schubstrecke in den elastischen Körper 36 hinein erstrecken. Die radialen Ausnehmungen 38 erstrecken sich jedoch nicht bis zur zentralen Öffnung 42 der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung. Zwischen der Wandung der zentralen Öffnung 42 und dem Ende der radialen Ausnehmung 38 bleibt ein Steg 44 stehen, der die radialen Ausnehmungen 38 an ihrem radial inneren Ende abschließt.
In den 23 bis 29 ist eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 300 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 300 gemäß der vierten Ausführungsform entspricht weitestgehend den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Der wesentliche Unterschied zwischen den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen und der vierten Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass zwischen den Fadenpakten 14, 16 in der Zugstrecke ZS und den Fadenpakten 18, 20 in der Schubstrecke SS keine Zwischenelemente vorgesehen sind. Anders ausgedrückt weist die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 300 lediglich ein Zwischenelement 24 auf, dass die in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 14, 16 voneinander trennt bzw. voneinander beabstandet. Das Zwischenelement 24 ist scheibenförmig ausgebildet. Die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS liegen direkt bzw. unmittelbar an den Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS an. Die Fadenpakete 14, 16, 18, 20 werden über die Bundelemente 28, 30 an den Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ gehalten.
In den 30 bis 36 ist eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 400 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 400 weist in der Schubstrecke SS drei Fadenpakete 18, 20 und 46 auf. Zwischen den Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS ist das Fadenpaket 46 in der Schubstrecke SS angeordnet. Das Fadenpaket 46 in der Schubstrecke SS trennt die in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 14, 16 im Bereich an den Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ voneinander. Auch auf diese Weise kann verhindert werden, dass bei großen Beugewinkeln bzw. hohen Drehzahlen ein zu hoher Wärmeeintrag die Lebensdauer der in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete 14, 16 negativ beeinflusst. Das Fadenpaket 46 in der Schubstrecke SS liegt direkt an den beiden Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS an. Die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS werden über Zwischenelemente 22, 26 von den Fadenpaketen 18, 20 in der Schubstrecke SS getrennt. Die Zwischenelemente 22, 26 sind in Form von im Querschnitt L-förmigen Kragen ausgebildet.
37 bis 43 zeigen Ansichten einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 500 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Verglichen mit der voranstehend beschriebenen fünften Ausführungsform der Erfindung sind bei der sechsten Ausführungsform der Erfindung zwischen den Fadenpakten 14, 16 in der Zugstrecke und dem in der Schubstrecke SS angeordneten Fadenpaket 46 Zwischenelemente 48, 50 vorgesehen. Die Zwischenelemente 48, 50 sind scheibenförmig ausgebildet. Mit anderen Worten sind in axialer Richtung zwischen den Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS das Fadenpaket 46 und die beiderseits des Fadenpakets 46 angeordneten Zwischenelemente 48 und 50 angeordnet.
Die 44 bis 50 zeigen eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 600 gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
Die siebte Ausführungsform der Erfindung entspricht weitestgehend der sechsten Ausführungsform der Erfindung, die voranstehend beschrieben wurde.
Anstelle der scheibenförmigen Zwischenelemente 48 und 50, die das Fadenpaket 46 in der Schubstrecke SS von den Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS trennen, sind gemäß der siebten Ausführungsform im Querschnitt L-förmige Kragen vorgesehen. Die im Querschnitt L-förmigen Kragen weisen einen Rohrabschnitt 52 und einen sich radial von diesem Rohrabschnitt 52 weg erstreckenden Abschnitt 54 auf. Der Rohrabschnitt 52 liegt an den Buchsen 12 an. Mit seiner axialen Stirnfläche liegt der Rohrabschnitt 52 an den Zwischenelementen 22, 26 an. Die Zwischenelemente 22, 48 und 26, 50 schließen zwischen sich jeweils ein Fadenpaket 14, 16 in der Zugstrecke ZS ein. Der Rohrabschnitt 52 der Zwischenelemente 48, 50 entspricht in seiner axialen Erstreckung im Wesentlichen dem Querschnitt der in der Zugstrecke angeordneten Fadenpakete 14, 16. Das Zwischenelement 48 liegt mit seinem Rohrförmigen Abschnitt 52 an dem Zwischenelement 22 an, das wiederum mit seinem Rohrabschnitt 32 an dem Bundelement 28 anliegt. Gleiches gilt für die Zwischenelemente 26, 50 und das Bundelement 30.
Die 51 bis 57 zeigen eine achte Ausführungsform der Erfindung.
Die achte Ausführungsform der Erfindung entspricht der voranstehend beschriebenen siebten Ausführungsform mit einer Ausnahme, die in den Bundelementen 28, 30 zusehen ist.
Die Bundelemente 28, 30 gemäß der achten Ausführungsform sind im Querschnitt als U-förmige Bundelemente ausgebildet. Dies wird insbesondere in den 54 und 57 deutlich. Die U-Form wird von einem im Querschnitt an den Buchsen 12 anliegenden Längsschenkel und einem radial äußeren Längsschenkel gebildet, die über einen Querschenkel miteinander verbunden sind. Der radial äußere Längsschenkel kann in das Material des elastischen Körpers 36 zumindest abschnittsweise eingebettet sein. Der Querschenkel der U-Form ist jedoch nicht vollständig mit dem Material des elastischen Körpers 16 bedeckt. Dies gilt insbesondere für die dem jeweiligen Buchsenende zugewandte Fläche des U-Querschenkels.
In den 58 bis 64 ist eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
In der perspektivischen Ansicht der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 800 gemäß 58 sind in dem Zugstrecken ZS der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 800 drei Fadenpakete 14, 16, 56 erkennbar. Zwischen diesen Fadenpaketen 14, 16, 56 sind an den Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ die in der Schubstrecke SS angeordneten Fadenpakete 18 und 20 angeordnet. Die in der Schubstrecke SS angeordneten Fadenpakete 18, 20 nehmen zwischen sich das in der Zugstrecke ZS angeordnete Fadenpaket 56 auf. Dabei liegen die in der Schubstrecke SS angeordneten Fadenpakete 18, 20 direkt bzw. unmittelbar an dem Fadenpaket 56, d.h. an dem in axialer Richtung mittleren Fadenpaket, in der Zugstrecke ZS an.
Insbesondere in den 61 und 64 wird deutlich, dass die Fadenpakete 18 und 20 in der Schubstrecke das mittlere in der Zugstrecke ZS angeordnete Fadenpaket 56 zwischen sich einschließen. Die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS legen sich an die axialen Flächen des Fadenpakets 56 in der Zugstrecke ZS direkt an.
Die Bundelemente 28, 30 und die Zwischenelemente 22 und 26 sind in Form von im Querschnitt L-förmigen Kragen ausgebildet. Die Fadenpakete 18, 20, 56 sind zwischen den Zwischenelementen 22 und 26 angeordnet. Die Zwischenelemente 22 und 26 halten gemäß dieser Ausführungsform das Fadenpaket 56 in der Zugstrecke ZS und die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS an ihrer vorbestimmten Position an der Buchse 12 ₁ bis 12 ₆.
Die im Folgenden mit Bezug auf die 65 bis 85 beschriebenen Ausführungsformen weisen alle samt die Anordnung der Fadenpakete 14, 16, 18, 20 und 56 gemäß der mit Bezug auf die 58 bis 64 beschriebenen neunten Ausführungsform auf.
Bei der zehnten Ausführungsform der Erfindung, die mit Bezug auf die 65 bis 71 beschrieben wird, weist die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 900 zwischen den Fadenpaketen 14, 16, 56, 18, 20 Zwischenelemente 22, 26, 48 und 50 auf. Zwischen dem Fadenpaket 56 in der Zugstrecke ZS und den Fadenpaketen 18, 20 in der Schubstrecke SS sind die Zwischenelemente 48, 50 vorgesehen, die das Fadenpaket 56, d. h. in axialer Richtung mittlere Fadenpaket, in der Zugstrecke ZS zwischen sich einschließen. Die Zwischenelemente 48 und 50 sind scheibenförmig ausgebildet, wie insbesondere in den 68 und 71 erkennbar ist. Die Zwischenelemente 22 und 26 sind wie die Bundelemente 28 und 30 in Form von im Querschnitt L-förmigen Kragen ausgebildet.
Die elfte Ausführungsform, die mit Bezug auf die 72 bis 78 beschrieben wird, umfasst im Querschnitt U-förmige Bundelemente 28 und 30, die an den axialen Enden der Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ angeordnet sind.
Die U-förmigen Bundelemente weisen zwei sich in axialer Richtung erstreckende Längsschenkel und einen die beiden Längsschenkel verbindenden Querschenkel auf (siehe 75 und 78). Der radial äußere Längsschenkel ist zumindest abschnittsweise in den elastischen Körper 36 eingebettet. Die dem axialen Ende der Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ zugewandte Fläche des U-Querschenkels ist abschnittsweise ebenfalls in den elastischen Körper 36 eingebettet. Ein sich um den radial inneren, an der Buchse 12 ₁ bis 12 ₆ angeordneten U-Längsschenkel herum erstreckender Abschnitt dieser Fläche der Bundelemente 28, 30 ist jedoch frei von dem elastischen Körper 36.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1100 gemäß der zwölften Ausführungsform der Erfindung, die mit Bezug auf die 79 bis 85 beschrieben wird, weist ausschließlich in Form von L-förmigen Kragen ausgebildete Zwischenelemente 22, 26, 48, 50 auf. Zudem sind gemäß dieser Ausführungsform die Bundelemente 28 und 30 ebenfalls in Form von L-förmigen Kragen ausgebildet. Die axial inneren Zwischenelemente 48 und 50 legen sich an die axial äußeren Zwischenelemente 22 und 24 an. Die Zwischenelemente 22 und 24 legen sie wiederum an die Bundelemente 28 und 30 an. Diese Anlage erfolgt jeweils über die Rohrabschnitte 32 der Zwischenelemente 22, 24, 48, 50 und der Bundelemente 28, 30. Zwischen dem Fadenpaket 56 in der Zugstrecke und dem radialen Abschnitt 34 der Zwischenelemente 48, 50 kann sich eine dünne Schicht des Materials des elastischen Körpers 36 erstrecken. Mit andern Worten liegen die einander zugewandten Flächen der radialen Abschnitte 34 der Zwischenelemente 48, 50 nicht an dem Fadenpaket 56 an. Dies wird insbesondere aus den 82 und 85 ersichtlich.
In den 86 bis 92 ist eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1200 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1200 weist vier Fadenpakete 14, 16, 58, 60 in der Zugstrecke ZS auf. Die Fadenpakete 14, 16 sind dabei die axial äußeren Fadenpakete, die mit den Bundelementen 28, 30 in Kontakt stehen. In der Schubstrecke SS sind zwei Fadenpakete 18, 20 angeordnet. Die Fadenpakete 18, 20 der Schubstrecke SS schließen an den Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ die in der Zugstrecke ZS angeordneten Fadenpakete 58, 60 ein. Die Fadenpakete 58, 60 in der Zugstrecke ZS bilden die in axialer Richtung mittleren Fadenpakete in der Zugstrecke ZS. Die Fadenpakete 58, 60 in der Zugstrecke ZS werden über ein Zwischenelement 24 voneinander getrennt. Die Fadenpakete 58, 60 in der Zugstrecke ZS legen sich im Bereich an den Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ direkt bzw. unmittelbar an die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS an. Die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS sind von den axial äußeren Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS wiederum über Zwischenelemente 22 und 26 getrennt. Die Fadenpakete 58, 60 in der Zugstrecke ZS und auch die Fadenpakete 18, 20 in der Schubstrecke SS weisen einen in axialer Richtung geringeren Querschnitt auf, als die axial äußeren Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS (siehe 89 und 92). Die Zwischenelemente 22 und 26 sowie die Bundelemente 28 und 30 sind in Form von L-förmigen Kragen gebildet. Das Zwischenelement 24, das die Fadenpakete 58, 60 trennt, ist scheibenförmig ausgebildet.
Die im Folgenden mit Bezug auf die 93 bis 107 beschriebenen Ausführungsformen weisen allesamt die Anordnung der Fadenpakete 14, 16, 18, 20, 58, 60 gemäß der dreizehnten Ausführungsform auf.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1300 gemäß der vierzehnten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 1200 dadurch, dass in den elastischen Körper 36 radiale Ausnehmungen 38 vorgesehen sind. Die radialen Ausnehmungen 38 erstrecken sich von der Außenumfangsfläche 40 des elastischen Körpers 36 in Richtung der zentralen Öffnung 42 der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 1300 (siehe 97). Die radialen Ausnehmungen 38 erstrecken sich in der Schubstrecke SS in axialer Richtung zwischen den Fadenpaketen 18, 20 in den elastischen Körper 36 hinein. Zwischen der Wandung der zentralen Öffnung 42 der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 1300 bleibt ein Materialsteg 44 erhalten, der das radial innere Ende der radialen Ausnehmungen 38 festlegt (siehe 98).
In axialer Richtung der Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ erstreckt sich die radiale Ausnehmung 38 in der Schubstrecke SS zwischen den Fadenpaketen 18, 20 in den elastischen Körper 36 hinein (siehe 99).
Bei der mit Bezug auf die 101 bis 107 beschriebene fünfzehnten Ausführungsform liegen die Unterschiede zu der voranstehend beschriebenen dreizehnten Ausführungsform (siehe 86 bis 92) darin, dass zwischen den mittleren Fadenpaketen 58, 60 in der Zugstrecke ZS und den Fadenpaketen 18, 20 der Schubstrecke SS Zwischenelemente 62 und 64 angeordnet sind. Die Zwischenelemente 62 und 64 sind in Form von L-förmigen Kragen ausgebildet.
Die Zwischenelemente 62, 64 legen sich an die axial äußeren Zwischenelemente 22, 26 an. Die axial äußeren Zwischenelemente 22, 26 legen sich ihrerseits wiederum an die Bundelemente 28, 30 an. Die Zwischenelemente 22, 26 sind wie die Zwischenelemente 62, 64 in Form von im Querschnitt L-förmigen Kragen ausgebildet. Die Bundelemente 28, 30 sind ebenfalls in Form von L-förmigen Kragen ausgebildet. Zwischen den mittleren Fadenpaketen 58, 60 in der Zugstrecke ZS ist ein scheibenförmiges Zwischenelement 24 vorgesehen, um die Fadenpakete 58, 60 in der Zugstrecke voneinander zu trennen.
Die kragenförmigen Zwischenelemente 22, 26, 62, 64 schließen zwischen sich bzw. zusammen mit den Bundelementen 28, 30 jeweils ein Fadenpaket 14, 16, 18, 20 ein, und bestimmen auf diese Weise den Querschnitt dieser Fadenpakete. Die an den Buchsen anliegenden Abschnitte der Zwischenelemente 22, 26, 62, 64 bestimmten mit ihrer axialen Erstreckung dabei den axialen Querschnitt der Fadenpakete 14, 16, 18, 20.
Mit Bezug auf die 108 bis 114 wird eine sechzehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1500 gemäß der sechzehnten Ausführungsform der Erfindung weist im Wesentlichen den Aufbau der mit Bezug auf die 23 bis 29 beschriebenen vierten Ausführungsform der Erfindung auf.
Der wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen liegt darin, dass gemäß der sechzehnten Ausführungsform sich das Zwischenelement 24 in der Zugstrecke ZS zwischen den beiden Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS erstreckt. Mit anderen Worten erstreckt sich das Zwischenelement 24 in einen Bereich zwischen zwei benachbarten Buchsen, beispielsweise zwischen den Buchsen 12 ₃ und 12 ₂ in 108, in dem elastischen Körper 36.
Das Zwischenelement 24 erstreckt sich dementsprechend entlang der einander zugewandten axialen Flächen der Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS. Dies ist insbesondere in 111 ersichtlich.
112 zeigt eine abschnittsweise aufgebrochene Draufsicht der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 1500.
Das Zwischenelement 24 ist plattenförmig ausgebildet und weist zwei im Wesentlichen halbkreisförmige Ausnehmungen 66 und 68 auf, in denen die Buchsen, beispielsweise die Buchsen 12 ₁ bis 12 ₂, zumindest abschnittsweise aufgenommen werden können. Zwischen der Außenumfangsfläche der Buchsen 12 ₁ und 12 ₆ und der halbkreisförmigen Ausnehmung 66, 68 kann eine Schicht des Materials des elastischen Körpers 36 vorgesehen sein. Wie in den 112 und 114 erkennbar ist umschließt das Zwischenelement 24 die Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ nicht, sondern erstreckt sich im Wesentlichen in einem Bereich zwischen den Buchsen 12 ₁ und 12 ₆ in den elastischen Körper 36. Dabei erstreckt sich das plattenförmige Zwischenelement 24 entlang der Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1600 gemäß der siebzehnten Ausführungsform der Erfindung weist ebenfalls ein plattenförmiges Zwischenelement 24 auf.
Im Gegensatz zu der fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1500 gemäß der sechzehnten Ausführungsform der Erfindung weist das plattenförmige Zwischenelement 24 eine Öffnung 70 auf, in der eine Buchse, beispielsweise die Buchse 12 ₁ (siehe 119) aufgenommen werden kann. Neben der Öffnung 70 weist das plattenförmige Zwischenelement 24 wiederum eine halbkreisförmige Ausnehmung 64 auf, in der die Buchse 12 ₆ abschnittsweise aufgenommen werden kann. Das plattenförmige Zwischenelement 24 erstreckt sich wiederum zwischen den Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke und insbesondere entlang der einander zugewandten axialen Flächen der Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS.
Zwischen der Öffnung 68 und der Außenumfangsfläche der Buchse 12 ₁ kann eine Schicht des Materials des elastischen Körpers 36 vorgesehen sein. Gleiches gilt für die Ausnehmung 64 und die Außenumfangsfläche der Buchse 12 ₆.
Mit Bezug auf die 122 bis 128 wird eine achtzehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Der Aufbau der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 1700 gemäß der achtzehnten Ausführungsform der Erfindung entspricht im Wesentlichen der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung.
An den Zwischenelementen 22 und 26 sind Vorsprünge 72 ausgebildet, die mit Öffnungen 74 versehen sind. In diesen Öffnungen 74 werden Bolzen oder Stifte 76 aufgenommen, die sich zwischen den Zwischenelementen 22 und 26 radial erstrecken. Das Zwischenelement 24, das die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS trennt, kann sich abschnittsweise an die Bolzen 76 anlegen. Dazu kann das Zwischenelement 24 eine halbkreisförmige Ausnehmung aufweisen.
Die Bolzen 76 sind in der Zugstrecke ZS an den Zwischenelementen 22, 26 vorgesehen. Die Bolzen 76 werden von zwei Zusatzfadenpaketen 78 in der Zugstrecke ZS umschlungen. Die Zusatzfadenpakete 78 werden von den Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke ZS umgeben, d. h. die Zusatzfadenpakete 78 sind innerhalb der Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke angeordnet. Die Zusatzfadenpakete 78 weisen im Wesentlichen die gleiche axiale Erstreckung wie die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke ZS auf.
Die Zusatzfadenpakete 78 erstrecken sich in einem Bereich des elastischen Körpers 36 in dem kein Fadenpaket 14, 16 in der Zugstrecke ZS verläuft. Die Zusatzfadenpakete 78 umschlingen die benachbarten Buchsen 12 ₁ bis 12 ₆ im Gegensatz zu den Fadenpaketen 14, 16 in der Zugstrecke nicht.
In den 129 bis 132 ist eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1800 gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 1800 gemäß der neunzehnten Ausführungsform entspricht weitestgehend der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 1700 gemäß der achtzehnten Ausführungsform der Erfindung.
Der einzige wesentliche Unterschied zwischen beiden Ausführungsformen liegt darin, dass bei der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 1800 auch das Zwischenelement 24, das die Fadenpakete 14, 16 in der Zugstrecke trennt, eine Öffnung 74 zur Aufnahme der Bolzen 76 aufweist.
Bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen sind wenigstens zwei Fadenpakete in der Zugstrecke angeordnet, die sich an wenigstens ein Zwischenelement anlegen. Auf diese Weise können die kardanischen Eigenschaften der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung während des Betriebs und auch die Lebensdauer der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung verbessert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008047596 A1 [0002]

Claims

Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) zum Verbinden von zwei Wellenabschnitten mit – wenigstens einer Schubstrecke (SS), die im Schub-Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (10) auf Zug belastet ist, wobei in der wenigstens einen Schubstrecke (SS) wenigstens ein Fadenpaket (18, 20) angeordnet ist, – wenigstens einer Zugstrecke (ZS), die im Zug-Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (10) auf Zug belastet ist, wobei in der wenigstens einen Zugstrecke (ZS) wenigstens ein Fadenpaket (14, 16) angeordnet ist, – wenigstens zwei Buchsen (12), die von wenigstens einem der Fadenpakete (14, 16, 18, 20) umschlungen sind, – wenigstens einem gummielastischen Körper (36), in den die Fadenpakete (14, 16, 18, 20) und die Buchsen (12) zumindest abschnittsweise eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Zugstrecke (ZS) wenigstens zwei Fadenpakete (14, 16) angeordnet sind, wobei sich die in der Zugstrecke (ZS) angeordneten wenigstens zwei Fadenpakete (14, 16) an wenigstens ein Zwischenelement (24) anlegen.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei sich jedes der wenigstens zwei in der Zugstrecke (ZS) angeordneten Fadenpakete (14, 16) an wenigstens ein Zwischenelement (24) anlegt.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Schubstrecke (SS) wenigstens zwei Fadenpakete (18, 20) angeordnet sind.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die wenigstens zwei Fadenpakete (14, 16) in der Zugstrecke (ZS) in axialer Richtung zwischen den wenigstens zwei Fadenpaketen (18, 20) in der Schubstrecke (SS) angeordnet sind.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die beiden in der Zugstrecke (ZS) angeordneten Fadenpakete (14, 16) in axialer Richtung durch wenigstens ein Zwischenelement (24) getrennt sind.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das wenigstens eine Zwischenelement (14) derart ausgebildet ist, dass es sich zwischen zwei benachbarten Buchsen (12) in der Zugstrecke (ZS) erstreckt.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in axialer Richtung zwischen den wenigstens zwei in der Zugstrecke (ZS) angeordneten Fadenpaketen (14, 16) wenigstens ein in der Schubstrecke (SS) angeordnetes Fadenpaket (56, 58, 60) vorgesehen ist.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zwischen den Fadenpaketen (18, 20) in der Schubstrecke (SS) und den Fadenpaketen (14, 16) in der Zugstrecke (ZS) wenigstens ein Zwischenelement (22, 24, 26) vorgesehen ist.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das wenigstens eine Zwischenelement (22, 24, 26) in Form eines im Querschnitt L-förmigen Kragens oder scheibenförmig ausgebildet ist.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die im Querschnitt L-förmigen Kragen einen an der Buchse (12) anliegenden Abschnitt (32, 52) aufweisen, der sich in Richtung eines der axialen Enden der Buchsen (12) erstreckt.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei an jedem axialen Ende der Buchsen (12) wenigstens ein Bundelement (28, 30) vorgesehen ist, das jeweils das axial äußere Fadenpaket (14, 16, 18, 20) kontaktiert.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach Anspruch 11, wobei die in axialer Richtung der Buchsen (12) äußeren Fadenpakete (14, 16) in der Zugstrecke (ZS) angeordnet sind, oder wobei die in axialer Richtung der Buchsen (12) äußeren Fadenpakete (18, 20) in der Schubstrecke (SS) angeordnet sind.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das an dem axialen Ende der Buchsen angeordnete Bundelement (18, 20) im Querschnitt U-förmig ist.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) wenigstens eine sich in radialer Richtung in der elastischen Ummantelung (36) erstreckende Ausnehmung (38) aufweist.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei sich zwischen wenigstens zwei Zwischenelementen (22, 24, 26) wenigstens ein bolzenförmiges Element (76) erstreckt.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach Anspruch 14, wobei das wenigstens eine bolzenförmige Element (76) von wenigstens einem Zusatzfadenpaket (78) umschlungen ist.
Fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (10) nach Anspruch 16, wobei das wenigstens eine Zusatzfadenpaket (78) zumindest abschnittsweise parallel zu dem in der Zugstrecke (ZS) angeordneten Fadenpaketen (14, 16) verläuft.
Wellenanordnung, insbesondere Antriebstrang eines Fahrzeugs, mit einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.