DE102018104232B3 - Oldham element for a compensating coupling - Google Patents
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Abstract
Ein Oldhamelement für eine Ausgleichskupplung ist als Blechteil ausgebildet, welches einen in einer ersten Ebene liegenden Ringabschnitt (7) aufweist, wobei einander diametral gegenüberliegende Aussparungen (8,9) im Ringabschnitt (7) als erste Führungskontur (10) vorgesehen sind, und wobei eine zweite Führungskontur (25) in einer zur ersten Führungskontur (10) parallelen Ebene sowie radial innerhalb der ersten Führungskontur (10) angeordnet ist. Die zweite Führungskontur (25) ist als Langloch ausgebildet, welches sich in einem gekröpften Streifenabschnitt (17) befindet, der einstückig mit dem Ringabschnitt (7) verbunden ist, wobei der Streifenabschnitt (17) an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen (18,19), welche in Umfangsrichtung des Ringabschnitts (7) um 90° gegenüber den die erste Führungskontur (10) bildenden Aussparungen (8,9) versetzt sind, mit dem Ringabschnitt (7) verbunden ist. An Oldham element for a compensating coupling is formed as a sheet-metal part, which has a lying in a first plane ring portion (7), wherein diametrically opposed recesses (8,9) in the ring portion (7) as a first guide contour (10) are provided, and wherein a second guide contour (25) in a first guide contour (10) parallel plane and radially within the first guide contour (10) is arranged. The second guide contour (25) is formed as a slot which is located in a bent strip portion (17) which is integrally connected to the ring portion (7), wherein the strip portion (17) at two diametrically opposite points (18,19) , which in the circumferential direction of the ring portion (7) by 90 ° relative to the first guide contour (10) forming recesses (8,9) are offset, with the ring portion (7) is connected.
Description
Die Erfindung betrifft ein für eine Ausgleichskupplung geeignetes Oldhamelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung eine Kupplungsanordnung mit einem Oldhamelement.The invention relates to a suitable for a compensating clutch Oldhamelement according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a coupling arrangement with a Oldhamelement.
Ein gattungsgemäßes Oldhamelement ist aus der
Diverse Stellvorrichtungen, nämlich Nockenwellenversteller, mit Ausgleichskupplungen, insbesondere in Form von Oldhamkupplungen, sind in den Dokumenten
Ein weiteres Oldhamelement geht aus
Eine Oldhamscheibe, allgemein als Oldhamelement bezeichnet, hat innerhalb einer als Oldhamkupplung ausgebildeten Ausgleichskupplung die Funktion, einen Achsversatz zwischen zwei Wellen auszugleichen, wobei die Wellen zumindest annähernd drehfest miteinander gekoppelt sind und zwischen den Wellen ein Drehmoment übertragbar ist. Das Oldhamelement ist gegenüber der ersten Welle in einer ersten Radialrichtung und gegenüber der zweiten Welle in hierzu orthogonaler Radialrichtung beschränkt verschiebbar. Über eine Ausgleichskupplung in Form einer Oldhamkupplung ist beispielsweise ein Motor mit einer Eingangswelle eines Getriebes koppelbar.An Oldhamscheibe, commonly referred to as Oldhamelement, has within a designed as Oldham coupling coupling the function to compensate for an axial offset between two shafts, the waves are at least approximately rotationally fixed to each other coupled and torque between the waves is transferable. The Oldhamelement is limited relative to the first shaft in a first radial direction and relative to the second shaft in this orthogonal radial direction displaced limited. For example, a motor with an input shaft of a transmission can be coupled via a compensating clutch in the form of an Oldham clutch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für eine Ausgleichskupplung geeignetes Oldhamelement gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechnischen Aspekten weiterzuentwickeln, wobei zugleich ein kompakter, montagefreundlicher Aufbau gegeben sein soll.The invention has for its object to further develop a suitable for a compensating clutch Oldham element over the cited prior art, especially under manufacturing aspects, with a compact, easy to assemble assembly should be given at the same time.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Oldhamelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Oldhamelement ist als einstückiges Blechteil ausgebildet, welches einen in einer ersten Ebene liegenden Ringabschnitt aufweist, wobei einander diametral gegenüberliegende Aussparungen im Ringabschnitt als erste Führungskontur zur Zusammenwirkung mit einem ersten rotierbaren Verbindungselement unter Ermöglichung eines Radialversatzes zwischen dem Ringabschnitt und dem ersten Verbindungselement vorgesehen sind, und wobei eine zweite Führungskontur, welche zur in Radialrichtung spielbehafteten Zusammenwirkung mit einem zweiten rotierbaren Verbindungselement vorgesehen ist, in einer zur ersten Führungskontur parallelen Ebene sowie radial innerhalb der ersten Führungskontur angeordnet ist.This object is achieved by an Oldhamelement with the features of claim 1. The Oldhamelement is formed as a one-piece sheet metal part which has a lying in a first plane ring portion, wherein diametrically opposed recesses in the ring portion as a first guide contour for cooperation with a first rotatable connection element are provided with radial displacement between the annular portion and the first connecting element, and wherein a second guide contour, which is provided for play in the radial direction with a second rotatable connecting element, is arranged in a plane parallel to the first guide contour and radially within the first guide contour.
Erfindungsgemäß ist die zweite, ebenso wie die erste Führungskontur durch das Blechteil gebildete Führungskontur als Langloch ausgebildet, welches sich in einem gekröpften Streifenabschnitt befindet, der einstückig mit dem Ringabschnitt verbunden ist, wobei der Streifenabschnitt an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen, welche in Umfangsrichtung des Ringabschnitts um 90° gegenüber den die erste Führungskontur bildenden Aussparungen versetzt sind, mit dem Ringabschnitt verbunden ist.According to the invention, the second, as well as the first guide contour formed by the sheet metal part guide contour is formed as a slot which is located in a bent strip portion which is integrally connected to the ring portion, wherein the strip portion at two diametrically opposite points, which in the circumferential direction of the ring portion are offset by 90 ° relative to the first guide contour forming recesses, is connected to the ring portion.
Das Oldhamelement ist insbesondere für die Verwendung in einer Kupplungsanordnung nach Anspruch 7 geeignet. Die Kupplungsanordnung umfasst zusätzlich zum Oldhamelement eine Antriebswelle, welche ein als Zweiflach ausgebildetes Ende aufweist, das in dem Langloch des Oldhamelements beschränkt verschiebbar geführt ist. Die beschränkte Verschiebbarkeit bezieht sich hierbei auf die Radialrichtung des Oldhamelements sowie der Motorwelle.The Oldham element is particularly suitable for use in a coupling arrangement according to claim 7. The clutch assembly comprises, in addition to Oldhamelement a drive shaft having a trained as a two-flat end, which is limited in the slot of the Oldhamelements slidably guided. The limited displaceability here refers to the radial direction of Oldhamelements and the motor shaft.
Die Führungskonturen des Oldhamelements ermöglichen in vorteilhafter Ausgestaltung nicht nur einen Radialversatz zwischen den miteinander gekoppelten Wellen, sondern auch die Aufnahme von Fluchtungsfehlern zwischen den genannten Wellen. The guide contours of Oldhamelements allow not only a radial offset between the coupled waves in an advantageous embodiment, but also the inclusion of misalignment between said waves.
Auf der Abtriebsseite der Kupplungsanordnung erfolgt eine Drehmomentübertragung zwischen dem Oldhamelement und einer anzutreibenden Welle, das heißt dem ersten Verbindungselement, beispielsweise über zwei Mitnehmerstifte, welche in das genannte Verbindungselement, bei welchem es sich um eine Eingangswelle eines anzutreibenden Mechanismus, insbesondere eines Getriebes, handeln kann, eingelassen und in Langlöchern als Aussparungen im Oldhamelement geführt sind. In diesen Langlöchern können die Mitnehmerstifte radial, optional auch axial, gleiten, um den gewünschten Versatzausgleich auf einer der beiden Stirnseiten des Oldhamelementes zu ermöglichen. Auf der anderen Stirnseite, das heißt auf der Antriebsseite der Kupplungsanordnung, ist ein Versatzausgleich in hierzu orthogonaler Richtung, was einen Radialversatz betrifft, mit Hilfe der zweiten Führungskontur möglich.On the output side of the clutch assembly is a torque transmission between the Oldhamelement and a driven shaft, that is the first connecting element, for example via two driving pins, which in said connecting element, which may be an input shaft of a driven mechanism, in particular a transmission, act , let in and guided in oblong holes as recesses in Oldhamelement. In these slots, the driving pins radially, optionally also axially, slide to allow the desired offset compensation on one of the two end faces of Oldhamelementes. On the other end, that is, on the drive side of the clutch assembly, an offset compensation in this orthogonal direction, which relates to a radial offset, with the help of the second guide contour possible.
Durch den nahtlosen Übergang beider Enden des geköpften Streifenabschnitts in den Ringabschnitt des Oldhamelements sind besonders günstige Verhältnisse der Krafteinleitung und -weiterleitung gegeben. Trotz dünnwandiger Gestaltung ist das Oldhamelement damit im Vergleich zu herkömmlichen, aus Blech gefertigten Oldhamscheiben zur Übertragung vergleichsweise großer Drehmomente geeignet. In vorteilhafter Ausgestaltung handelt es sich bei dem Oldhamelement um ein gehärtetes Blechteil, was insbesondere hinsichtlich des Verschleißes von Vorteil ist. Eine Härtung kann beispielsweise durch Nitrocarburieren oder Einsatzhärten erfolgen.Due to the seamless transition of both ends of the beheaded strip portion in the ring portion of Oldhamelements are particularly favorable conditions of force application and forwarding given. Despite its thin-walled design, the Oldham element is thus suitable for transmitting comparatively large torques in comparison to conventional Oldham discs made of sheet metal. In an advantageous embodiment, the Oldham element is a hardened sheet metal part, which is particularly advantageous in terms of wear. Curing can be done for example by nitrocarburizing or case hardening.
Bei den Aussparungen, welche innerhalb des Ringabschnitts die erste Führungskontur bilden, handelt es sich vorzugsweise um Langlöcher, das heißt längliche Aussparungen mit einer geschlossenen Umrandung. Die geschlossene Umrandung kommt zum einen der mechanischen Belastbarkeit zu Gute, wobei insbesondere die ausgedehnte, zur Kraftübertragung zur Verfügung stehende Fläche von Bedeutung ist, und begrenzt zum anderen bei jeder einzelnen Aussparung den Verschiebeweg zwischen dem Oldhamelement und der mittels der ersten Führungskontur angeschlossenen Welle. Durch den Begriff „Welle“ soll an dieser Stelle keine Einschränkung auf ein langgestrecktes, rotierendes Maschinenelement gegeben sein. Vielmehr werden im vorliegenden Zusammenhang unter dem Begriff „Welle“ sämtliche rotierenden Maschinenelemente verstanden, welche zur Übertragung eines Drehmoments geeignet sind. Beispielsweise kann es sich dabei um einen Flansch oder um einen Lagerring eines Wälzlagers handeln.In the recesses, which form the first guide contour within the ring portion, are preferably elongated holes, that is elongated recesses with a closed border. The closed border is on the one hand the mechanical resilience to good, in particular, the extended, available for power transmission surface is important, and limited to the other at each recess the displacement between the Oldhamelement and connected by means of the first guide contour shaft. By the term "wave" should be given at this point no restriction to an elongated, rotating machine element. Rather, in the present context, the term "shaft" means all rotating machine elements which are suitable for transmitting a torque. For example, it may be a flange or a bearing ring of a rolling bearing.
Die Außenkontur des Ringabschnitts ist im Bereich der Aussparungen, welche die erste Führungskontur bilden, vorzugsweise in Relation zum übrigen Ringabschnitt radial nach außen erweitert. Ansonsten weist der Ringabschnitt vorzugsweise eine kreisförmige Außenkontur aus. Innenkonturabschnitte des Ringabschnitts, außerhalb derer sich die genannten Aussparungen befinden, können konkav gekrümmt sein. Die geringste, in Radialrichtung gemessene Breite weist der Ringabschnitt vorzugsweise in Umfangsabschnitten auf, welche zwischen den beiden Aussparungen, die die erste Führungskontur bilden und den Übergangsstellen zum Streifen liegen.The outer contour of the ring portion is preferably expanded in the region of the recesses, which form the first guide contour, in relation to the remaining ring portion radially outward. Otherwise, the ring section preferably has a circular outer contour. Inner contour portions of the ring portion, outside of which said recesses are located, may be concavely curved. The smallest, measured in the radial direction width, the annular portion preferably in peripheral portions, which lie between the two recesses, which form the first guide contour and the transition points to the strip.
Die Kröpfung des Streifenabschnitts ist vorzugsweise derart gestaltet, dass die durch den Ringabschnitt gebildete ringförmige Stirnfläche des Oldhamelements die Spitze einer das Oldhamelement antreibenden Welle überragt, was eine platzsparende Integration der Kupplungsanordnung in eine Umgebungskonstruktion begünstigt.The offset of the strip portion is preferably designed such that the annular end face of the Oldham element formed by the ring section projects beyond the tip of a shaft driving the Oldham element, which favors a space-saving integration of the coupling arrangement into a surrounding construction.
Die genannten Übergangsabschnitte, das heißt Stellen, an welchen der gekröpfte Streifenabschnitt an den Ringabschnitt anschließt, erstrecken sich in der Summe in bevorzugter Ausgestaltung über nicht mehr als ein Drittel des Umfangs des Ringabschnitts. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der Ringabschnitt lediglich in zwei Bereichen seines Umfangs, welche sich jeweils über nicht mehr als 60 Grad erstrecken, mit dem Streifenabschnitt verbunden ist. Im Übrigen ist der Streifenabschnitt vom Ringabschnitt abgehoben.Said transitional sections, that is to say places at which the bent strip section adjoins the ring section, in the sum in a preferred embodiment extend over not more than one third of the circumference of the ring section. This is equivalent to the fact that the ring portion is connected to the strip portion only in two areas of its circumference, which each extend over not more than 60 degrees. Incidentally, the strip portion is lifted from the ring portion.
Das Langloch, durch welches die zweite Führungskontur gebildet ist, ist gemäß einer möglichen Ausgestaltung durch einen Kragen begrenzt, welcher aus dem übrigen Streifenabschnitt in Axialrichtung des Ringabschnitts herausragt und dem Ringabschnitt des Oldhamelements zugewandt ist. Die Wandstärke des Kragens kann geringer als die Wandstärke des daran anschließenden Streifenabschnitts sein. Die Wandstärke des Streifenabschnitts - abgesehen vom Kragen - stimmt in möglichen Ausgestaltungen mit der Wandstärke des Ringabschnitts überein.The slot through which the second guide contour is formed, is limited according to a possible embodiment by a collar which protrudes from the remaining strip portion in the axial direction of the ring portion and facing the annular portion of Oldhamelements. The wall thickness of the collar may be less than the wall thickness of the adjoining strip section. The wall thickness of the strip portion - apart from the collar - agrees in possible embodiments with the wall thickness of the ring portion.
Während das Langloch im Oldhamelement für die Zusammenwirkung mit einem Zweiflach ausgebildet ist, sind die Aussparungen im Ringabschnitt beispielsweise zur Zusammenwirkung mit zapfenförmigen Elementen geeignet. Optional sind am Zweiflach und/oder an den zapfenförmigen Elementen Sicherungselemente befestigbar, welche die Beweglichkeit des Oldhamelements gegenüber den angeschlossenen Wellen in Axialrichtung begrenzen. Im einfachsten Fall handelt es sich bei einem solchen Sicherungselement um einen Sicherungsring. Ebenso sind auf eine Welle oder ein sonstiges Verbindungselement aufgepresste Buchsen als Sicherungselemente geeignet.While the slot is formed in Oldhamelement for interaction with a two-plane, the recesses in the ring portion, for example, to interact with pin-shaped elements are suitable. Optionally, securing elements can be fastened to the two-plane and / or the peg-shaped elements, which limit the mobility of the Oldhamelements in the axial direction relative to the connected shafts. In the simplest case, such a securing element is a securing ring. Likewise, bushings pressed onto a shaft or other connecting element are suitable as securing elements.
Das Oldhamelement ist insbesondere für die Verwendung in einer Ausgleichskupplung eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers geeignet. Ebenso ist das Oldhamelement in einer Stellvorrichtung einer Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors verwendbar. Auch industrielle Anwendungen des Oldhamelements, beispielsweise in Stellvorrichtungen von Robotern oder Werkzeugmaschinen, sind möglich.The Oldham element is particularly suitable for use in a compensating coupling of an electromechanical camshaft adjuster. Likewise, the Oldhamelement is usable in an adjusting device of a device for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine. Also industrial applications of Oldhamelements, for example in adjusting devices of robots or machine tools, are possible.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 eine Kupplungsanordnung mit Oldhamelement in perspektivischer Ansicht, -
2 Teile der Anordnung nach1 in einer Schnittdarstellung, -
3 das Oldhamelement der Kupplungsanordnung einer weiteren Schnittdarstellung, -
4 eine anzutreibende Welle der Kupplungsanordnung in perspektivischer Darstellung.
-
1 a coupling arrangement with Oldhamelement in perspective view, -
2 Parts of the arrangement after1 in a sectional view, -
3 the Oldhamelement of the coupling arrangement of a further sectional view, -
4 a driven shaft of the clutch assembly in perspective view.
Die Figuren zeigen eine insgesamt mit dem Bezugszeichen
Auf der dem Elektromotor
Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem in
Eine gedachte Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Aussparungen
Die Außenkontur des Ringabschnitts
Die Umfangsabschnitte
Zwischen den Umfangsabschnitten
Der Bodenabschnitt
Am Rand des Langlochs
Um ein Lösen der Motorwelle
Auf der Abtriebsseite des Oldhamelements
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kupplungsanordnungclutch assembly
- 22
- OldhamelementOldhamelement
- 33
- Verbindungselement, MotorwelleConnecting element, motor shaft
- 44
- Elektromotorelectric motor
- 55
- Gehäusecasing
- 66
- Zweiflachtwo flat
- 77
- Ringabschnittring section
- 88th
- Aussparungrecess
- 99
- Aussparungrecess
- 1010
- erste Führungskonturfirst guide contour
- 1111
- konkaver Innenumfangsabschnittconcave inner peripheral portion
- 1212
- konkaver Innenumfangsabschnittconcave inner peripheral portion
- 1313
- Umfangsabschnittperipheral portion
- 1414
- Umfangsabschnittperipheral portion
- 1515
- Umfangsabschnittperipheral portion
- 1616
- Umfangsabschnittperipheral portion
- 1717
- Streifenabschnittstrip section
- 1818
- Anschlussstellejunction
- 1919
- Anschlussstellejunction
- 2020
- Wandungsabschnittwall section
- 2121
- Wandungsabschnittwall section
- 2222
- Bodenabschnittbottom section
- 2323
- Durchbrechungperforation
- 2424
- Durchbrechungperforation
- 2525
- Langloch, zweite FührungskonturSlot, second guide contour
- 2626
- Kragencollar
- 2727
- Ringnutring groove
- 2828
- Sicherungsringcirclip
- 2929
- Befestigungskonturfastening contour
- 3030
- anzutreibende Welle, Verbindungselementto be driven shaft, connecting element
- 3131
- MitnehmerstiftCarrier pin
- 3232
- MitnehmerstiftCarrier pin
- 3333
- DurchzugDraft
- 3434
- DurchzugDraft
Claims (10)
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