DE102021108904A1 - Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten - Google Patents

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Jochen Exner
Martin Kricke
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/56Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic metal lamellae, elastic rods, or the like, e.g. arranged radially or parallel to the axis, the members being shear-loaded collectively by the total load
    • F16D3/58Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic metal lamellae, elastic rods, or the like, e.g. arranged radially or parallel to the axis, the members being shear-loaded collectively by the total load the intermediate members being made of rubber or like material

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Abstract

Die Erfindung betrifft unter anderem eine Vorrichtung (10) zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb (12) zu einem Abtrieb (13), umfassend einen radial außen angeordneten, ringförmigen, metallischen Flansch (14), eine radial innenliegende Nabe (15) und einen radial zwischen Nabe (15) und Flansch (14) angeordneten Elastomerkörper (16), der eine, eine axiale Steckbarkeit zwischen dem Elastomerkörper (16) und dem Flansch (14) ermöglichende Außenverzahnung (19) aufweist, wobei an dem Flansch (14) eine formkomplementäre Innenverzahnung (22) angeordnet ist, die von einem mit einer Wellstruktur (26) versehenen Stahlblech (25) bereitgestellt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb zu einem Abtrieb nach Anspruch 1.
  • Derartige Vorrichtungen werden gemeinhin auch als Kupplungen bezeichnet. Sie dienen zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb, z. B. von einem Schwungrad eines Motors, zu einem Abtrieb, z. B. zu einer Abtriebswelle.
  • Die Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art umfasst einen radial außen angeordneten, ringförmigen, metallischen Flansch, eine radial innenliegende Nabe und einen radial zwischen Nabe und Flansch angeordneten Elastomerkörper. Derartige Vorrichtungen weisen eine in Axialrichtung kurz gehaltene Bauweise auf, mit einem im Wesentlichen in Radialrichtung verlaufenden Kraftfluss, so dass sie insgesamt scheibenartig oder scheibenförmig ausgebildet sind. Von daher bezeichnet man derartige Vorrichtungen auch als Scheibenkupplungen.
  • Die Vorrichtungen dieser Art weisen eine geringe Drehelastizität auf, so dass diese Kupplungen auch als drehweiche Kupplungen bezeichnet werden.
  • Der Elastomerkörper besteht aus einer an sich bekannten, herkömmlichen gummielastischen Masse.
  • Vorrichtungen der beschriebenen Art werden von der Anmelderin seit Jahrzehnten entwickelt und gefertigt. Die Vorrichtungen dienen vielfältigen Anwendungszwecken. Insbesondere können derartige Scheibenkupplungen verhältnismäßig drehweich ausgebildet werden.
  • Der Elastomerkörper, bereitgestellt von einer gummielastischen Masse, dient der Schwingungsdämpfung und der Schwingungsisolation. Er kann beispielsweise Lastspitzen abtriebsseitig vermeiden, bzw. dämpfen. Zugleich kann unter Zuhilfenahme des Elastomerkörpers auch ein radialer Versatz und/oder ein Axialversatz zwischen Antrieb und Abtrieb um wenige Millimeter und/oder ein Winkelversatz zwischen Antrieb und Abtrieb um wenige Grad ausgeglichen werden.
  • Es sind bereits Kupplungen bekannt geworden, bei denen der Elastomerkörper entlang seiner Außenumfangsfläche eine Außenverzahnung aufweist. Die Außenverzahnung kann Zähne und Rücksprünge aufweisen. Der metallische Flansch, der den Elastomerkörper in Umfangsrichtung umgibt, weist eine Innenverzahnung auf. Diese Innenverzahnung kann formkomplementär zu der Außenverzahnung des Elastomerkörpers ausgebildet sein. Dies ermöglicht insbesondere eine axiale Steckbarkeit von Flansch und Elastomerkörper.
  • Bei den eingangs beschriebenen Kupplungen der Anmelderin nach dem Stand der Technik wird der metallische Flansch von einem Gussteil aus Aluminium bereitgestellt.
  • Ausgehend von der eingangs beschriebenen, druckschriftlich nicht belegbaren Vorrichtung des Standes der Technik der Anmelderin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die bekannte Vorrichtung derartig weiterzubilden, dass eine einfache Herstellung möglich und ein optimierter Kontaktbereich zwischen der Innenverzahnung des metallischen Flansches und der Außenverzahnung des Elastomerkörpers erreicht wird.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dem Elastomerkörper eine Außenverzahnung zuzuordnen, und dem metallischen Flansch eine formkomplementäre Innenverzahnung zuzuordnen, wobei die Innenverzahnung des metallischen Flansches erfindungsgemäß von einem Blech, insbesondere einem Stahlblech bereitgestellt ist.
  • Das Blech weist eine Wellstruktur auf, die die Innenverzahnung ausbildet. Das Blech kann beispielsweise rolliert, gedrückt, tiefgezogen, oder auf eine andere Art, insbesondere durch Umformung, mit einer Wellstruktur ausgestattet werden. Die Wellstruktur kann Wellentäler und Wellenberge aufweisen. Insbesondere stellen die radial nach innen gerichteten Wellenberge der Wellstruktur die Zähne der Innenverzahnung dar, die in Rücksprünge an der Außenverzahnung an dem Elastomerkörper eingreifen, und die Wellentäler an der Innenverzahnung stellen in Radialrichtung nach außen gerichtete Rücksprünge dar, in die hinein die Zähne der Außenverzahnung des Elastomerkörpers eingreifen.
  • Das Blech kann aus einem einzigen Teil bestehen. Dieses kann an einer Umfangsstelle miteinander unter Ausbildung eines Ringes verbunden sein. Die Verbindung kann als Fügeverbindung ausgestattet sein, und insbesondere durch ein Verschweißen der freien Enden des Stahlbleches miteinander, erreicht werden. Bei dieser Ausführungsform wird also ein einziges flach liegendes Blech, ein schmaler Blechstreichen oder ein Blechband, zunächst mit der Wellstruktur versehen, und sodann zu einem ringförmigen Körper gebogen und anschließend werden die beiden Enden miteinander verbunden. Alternativ kann das Blech auch aus mehreren Abschnitten bestehen, so dass entlang des Umfangs zwei oder noch mehr Fügungsstellen, insbesondere Schweißnähte oder Schweißbereiche oder Lötbereiche, vorgesehen sind.
  • Das die Wellstruktur aufweisende Blech kann mit einem Kragen verschweißt sein, der entlang einer Radialebene ausgerichtet ist. Der Kragen wird von einem gesonderten Bauelement bereitgestellt. Insbesondere kann der Kragen aus einem flachliegenden Blech mittels Laser ausgeschnitten sein.
  • Bei Betrachtung eines Querschnitts durch den so gebildeten Flansch entlang der Längsachse der Vorrichtung weist der metallische Ringflansch einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf.
  • Der Kragen kann Befestigungsbohrungen für den Durchtritt von Befestigungsmitteln aufweisen, mit denen der Flansch relativ zu dem Antrieb festgelegt wird, z. B. an dem Schwungrad eines Motors festgeschraubt wird.
  • Erfindungsgemäß ist der metallische Flansch nicht mehr von einem Aluminiumgusskörper gebildet, sondern umfasst ein Blech und einen mit dem Stahlblech verbundenen Kragen.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung werden Bleche mit Wellstruktur und Kragen von zwei gesonderten Elementen bereitgestellt, die miteinander verbunden werden können.
  • Von der Erfindung ist aber auch umfasst, wenn der metallische Flansch aus einem Blech aus einem Stück hergestellt ist und der Kragen und das Blech durch Umformung, z. B. durch einen Tiefziehvorgang, bereitgestellt wird.
  • Das Blech kann kaltgeprägt und mit einer glatten Oberfläche ausgestattet sein. Die Innenumfangsfläche des Flansches, die die mit der Außenverzahnung des Elastomerkörpers in Kontakt zu bringende Oberfläche darstellt, kann also ausgesprochen glatt gehalten sein.
  • Gegenüber der Vorrichtung des Standes der Technik kann dadurch die Rauheit der Oberfläche an der Innenseite des Flansches erheblich reduziert werden.
  • Beim Stand der Technik war der Ringflansch aus Aluminiumguss immer mit einer Mindestrauheit ausgestattet.
  • Dadurch, dass erfindungsgemäß die den Elastomerkörper kontaktierende Oberfläche des Flansches mit einer geringeren Rauheit ausgestattet ist, kann der axiale Steckvorgang von Flansch und Elastomerkörper erleichtert werden. Auch können die Toleranzen enger bemessen werden. Schließlich ist bei dauerhaftem Einsatz eine verbesserte Wechselwirkung zwischen der Außenumfangsfläche des Elastomerkörpers und der Innenumfangsfläche des Flansches gegeben.
  • Dies ermöglicht z. B. eine Optimierung der Zahnkontur mit verbesserten Eigenschaften der Kupplung, insbesondere bei geringen Lasten oder geringen Drehzahlen. Auch wird durch die verbesserte Gestaltung des Flächenpaares zwischen Innenumfangsfläche des Flansches und der Außenumfangsfläche des Elastomerkörpers der Reibverschleiß reduziert. Auch Auswaschungen und Effekte, die mit einer Depolymerisation einhergehen können, können reduziert werden.
  • Gusstoleranzen, die beim Gießen des metallischen Flansches bei der Vorrichtung des Standes der Technik auftraten, können erfindungsgemäß reduziert werden. Innere Axialkräfte, die beim Stand der Technik auftraten, können vermieden werden.
  • Auch ist beim Gießen des Flansches der Vorrichtung des Standes der Technik eine Anordnung von Ausformschrägen erforderlich gewesen. Auf derartige Ausformschrägen kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vollständig verzichtet werden. Es besteht nun die Möglichkeit, aufgrund der optimierten, glatten Oberfläche des Stahlbleches einen passgenauen Kontaktspalt vorzusehen.
  • Erfindungsgemäß werden auch eine hohe Präzision in der Bauteilauslegung und eine hohe Wuchtgüte möglich.
  • Als Blech im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jedes metallische, zu einem Blech geformte Element angesehen, welches insbesondere aus Stahl oder aus einem anderen geeigneten, metallischen Material, z. B. auch aus Aluminium, besteht.
  • Als Blech im Sinne der Erfindung werden auch Materialien verstanden, die als sogenannte Organobleche bekannt geworden sind.
  • Soweit in den nachfolgenden Ausführungen, insbesondere auch bezogen auf die Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen, von einem Stahlblech gesprochen wird, soll dieses Material nur beispielhaft für alle anderen denkbaren metallischen Materialien eines erfindungsgemäß vorgesehenen Bleches verstanden werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Außenverzahnung eine Kontur mit einer alternierenden Anordnung von Abschnitten erster Art und Abschnitten zweiter Art auf, wobei die Abschnitte erster Art einer Sinushalbwelle nachgebildet oder an eine Geometrie einer Sinushalbwelle angenähert sind und die Abschnitte zweiter Art Abflachungen aufweisen. Hierdurch wird ein besonders guter Kontakt zwischen Außenverzahnung und Innenverzahnung gewährleistet.
  • Insbesondere in Verbindung mit der Verwendung einer glatt gehaltenen, von einem Stahlblech bereitgestellten Oberfläche mit nur geringer Rauhigkeit, bietet diese Ausgestaltung der Erfindung die Möglichkeit der Erzielung eines stabilen Formschlusses zwischen Elastomerkörper und Flansch bis zum Durchrutschen der Kupplung, im Falle einer Überlastsituation. Insbesondere kann verhindert werden, dass ein Abreißen bzw. Abscheren der Zähne erfolgt.
  • Die vorgeschlagene Kontur ermöglicht einen optimierten Zahnkontakt auch bei geringen Lasten sowie bei geringen Drehzahlen. Hierdurch werden nachteilige Defekte, die bei der Vorrichtung des Standes der Technik auftreten, wie Reibverschleiß, Auswaschen und Depolymerisation, vermieden bzw. reduziert.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Stahlbleches, verbunden mit einer glatten Oberfläche, können auch Gummidehnungen deutlich reduziert werden. Schließlich werden hierdurch auch erhöhte spezifische Lastniveaus der Kupplung möglich.
  • Insbesondere auch bei Wechsellasten kann die verbesserte Zahnkontur im Kontaktbereich zwischen dem metallischen Flansch und dem Gummi für verbesserte Kontakteigenschaften sorgen.
  • Durch die beschriebene Konturoptimierung können die Materialbeanspruchungen erheblich reduziert werden. Auch die Drehsteifigkeiten können reduziert werden, so dass niedrigere Resonanzlagen erreicht werden.
  • Schließlich werden auch kürzere, axiale Baulängen der Vorrichtung möglich, so dass Bauraum gewonnen werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bildet die Vorrichtung eine Scheibenkupplung aus. Hierdurch wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die konstruktiv an eine herkömmliche Vorrichtung angenähert werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Stahlblech glatt gehalten ist. Hierdurch kann der Kontaktflächenbereich zwischen Flansch und Elastomerkörper optimiert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Stahlblech kaltgeprägt ist. Hierdurch kann ein metallischer Flansch mit optimierten Werkstoffeigenschaften bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Stahlblech aus schlagzähem Feinkornbaustahl besteht. Hierdurch wird die Möglichkeit bereitgestellt, auf herkömmliche, kommerziell erhältliche Materialien zurückzugreifen. Auch wird damit eine Anwendung der erfindungsgemäßen Kupplung im Bereich tiefer Temperaturen möglich.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Stahlblech zur Aufbringung der Wellstruktur tiefgezogen oder gedrückt oder rolliert ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Herstellung eines Flansches einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Flansch einen sich entlang einer Radialebene erstreckenden Kragen aufweist, insbesondere nach Art einer Rückenplatte, der mit dem Stahlblech durch Fügung, insbesondere mittels Schweißens, verbunden ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fertigung eines Flansches einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Kragen mittels Laser geschnitten ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fertigung eines Flansches einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Die Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren Aspekt auf ein Verfahren nach Anspruch 10.
  • Das Verfahren dient zur Bereitstellung einer Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb zu einem Abtrieb.
  • Die Erfindung geht aus von einem druckschriftlich nicht belegbaren, eingangs beschriebenen Verfahren des Standes der Technik, das durch die Anmelderin durchgeführt wird, wobei eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb zu einem Abtrieb bereitgestellt wird. Gemäß dem bekannten Verfahren wird ein Flansch für die Vorrichtung dadurch bereitgestellt, dass der Flansch aus Aluminium gegossen wird.
  • Hiervon ausgehend besteht die Erfindung darin, ein Verfahren anzugeben, das gegenüber dem Stand der Technik eine Fertigung einer optimierten Vorrichtung zulässt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
  • Das erfindungsgemäße Prinzip erschließt sich am besten in Würdigung der obigen Ausführungen zu den Ansprüchen 1 bis 9, auf die zur Vermeidung von Wiederholungen vollumfänglich verwiesen wird, und die analog für die Erfindung nach Anspruch 10 Geltung finden.
  • Das Prinzip der Erfindung nach Anspruch 10 besteht im Wesentlichen darin, dass ein mit einer Wellstruktur versehenes Stahlblech bereitgestellt wird, gesondert davon ein Kragen bereitgestellt wird, und sodann der Kragen mit dem Stahlblech durch Fügen, z. B. in Folge eines Schweißvorgangs, zu einem Flansch verbunden wird. Damit wird die Möglichkeit bereitgestellt, eine Vorrichtung mit einem Flansch anzugeben, der im Gegensatz zum Stand der Technik eine Innenumfangsfläche aufweist, die besonders glatt gehalten ist und eine gegenüber dem Stand der Technik reduzierte Rauheit aufweist.
  • Die Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren Aspekt auf eine Vorrichtung nach Anspruch 11.
  • Die Erfindung geht wiederum aus von dem eingangs beschriebenen, druckschriftlich nicht belegbaren Stand der Technik der Anmelderin.
  • Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die bekannte Vorrichtung derartig weiterzubilden, dass eine erhöhte Lebensdauer erreicht wird.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
  • Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass unter Beibehaltung der grundsätzlichen Bauform der bekannten Vorrichtung eine besondere Konturierung des Elastomerkörpers vorgesehen ist.
  • Die grundsätzliche Bauform der bekannten Vorrichtung umfasst Nabe, Flansch und radial dazwischen angeordnet einen ringförmigen Elastomerkörper. Eine Außenverzahnung ist an dem Elastomerkörper und eine formkomplementäre Innenverzahnung ist an dem Flansch vorgesehen. Der Elastomerkörper umfasst eine Kontur einer Außenverzahnung mit einer alternierenden Anordnung von Zähnen und Rücksprüngen. Auf wenigstens einer seiner beiden Ringstirnflächen weist der Elastomerkörper eine Lippe auf. Die Lippe steht in Axialrichtung nach außen vor. Die Lippe folgt der Kontur der Außenverzahnung.
  • Beispielsweise kann die Lippe schmale Bereiche und sich im Bereich der Zähne verbreiternde Bereiche aufweisen. Die Lippe ist einstückig stoffschlüssig an den Elastomerkörper angeformt.
  • Die Lippe reduziert oder vermeidet eine Entstehung von Anrissen, die sich z. B. bei dem Formaustrieb ergeben. Die Anordnung der Lippe bietet z. B. Vorteile beim Entformen des Elastomerkörpers aus der Werkzeugform. Bereits hier werden Anrisse vermieden.
  • Auch darüber hinaus kann durch die Anordnung der Lippe jegliche potentielle Anrissbildung vermieden werden. Es ist bekannt, dass sich Risse regelmäßig an Stellen bilden können, an denen es aufgrund von geometrischen Übergängen oder von Materialübergängen zu Steifigkeitssprüngen kommt. In diesen Übergangsbereichen können relative Materialbewegungen aufgrund der Steifigkeitsübergänge oder Steifigkeitssprünge auftreten.
  • Gerade im Bereich des Randes des Elastomerkörpers kommt es - und dies erkennt die Erfindung - zu hohen Belastungen, insbesondere zu Punkt- oder Kantenbelastungen oder Spitzenbelastungen. Durch die Anordnung der Lippe, also einer stufenartigen oder schulterartigen Verbreiterung des Querschnitts des Elastomerkörpers, kann entsprechenden Punkt- oder Kantenbelastungen, bzw. solchen Steifigkeitssprüngen, entgegengewirkt werden, wodurch die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass radial innenseitig der Lippe kein Material des Elastomerkörpers angeordnet ist. Die Lippe kann sich auf diese Weise bei Bedarf, infolge von Kraftausübungen, nach innen hin verlagern, sozusagen wegdrücken, ohne dass dies mit einer Belastung der Lippe einhergeht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Elastomerkörper einen Radialinnenabschnitt, einen Radialaußenabschnitt und einen Radialmittenschnitt auf. Hierdurch kann ein Elastomerkörper mit einer Grundform bereitgestellt werden, die einer Grundform eines herkömmlichen Elastomerkörpers entspricht.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Radialaußenabschnitt in Axialrichtung kürzer ausgebildet als der Radialinnenabschnitt. Hierdurch wird eine optimierte Geometrie und Konstruktion des Elastomerkörpers bereitgestellt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Radialmittenabschnitt in Axialrichtung kürzer ausgebildet als der Radialaußenabschnitt und/oder kürzer ausgebildet als der Radialinnenabschnitt. Hierdurch wird eine optimierte Geometrie und Konstruktion bereitgestellt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lippe am Radialaußenabschnitt des Elastomerkörpers angeordnet. Diese Ausführungsform ermöglicht eine optimierte Konstruktion und eine optimierte Kraftverteilung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lippe in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet. Diese Ausführungsform ermöglicht bei tatsächlich auftretenden Lastzuständen eine optimierte Kraftverteilung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lippe schmal ausgebildet und weist entlang der Zähne der Außenverzahnung angeordnete Verbreiterungsbereiche auf. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders optimierte Kraftverteilung, bei minimalem, axialen zusätzlichen Platzbedarf dieser Ausgestaltung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind an der Lippe im Bereich der Zähne Anformstellen, z. B. in Form kissenartiger Erhebungen, angeordnet. Die Kissen können von der Lippe in Axialrichtung nach außen vorstehen.
  • Die Anordnung von Anformstellen an dem Elastomerkörper im axialen Endbereich der Zähne ermöglicht ein optimiertes Trennen des Elastomerkörpers aus der Werkzeugform, da im Bereich der kissenartigen Erhebungen eine Trennung, z. B. ein Schnitt erfolgen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass versehentlich in den Werkstoff des Elastomerkörpers hinein ein Einschnitt erfolgt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Außenverzahnung eine Kontur mit einer alternierenden Anordnung von Abschnitten erster Art und Abschnitten zweiter Art auf, wobei die Abschnitte erster Art einer Sinushalbwelle nachgebildet oder an eine solche Geometrie angenähert sind und die Abschnitte zweiter Art Abflachungen aufweisen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders optimierte Kraftverteilung.
  • Die Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren Aspekt auf ein Verfahren nach Anspruch 21.
  • Wiederum geht die Erfindung aus von einem eingangs beschriebenen, druckschriftlich nicht belegbaren Verfahren des Standes der Technik der Anmelderin zur Herstellung eines Elastomerkörpers einer herkömmlichen Vorrichtung.
  • Bei dem bekannten Verfahren ist vorgesehen, dass der Elastomerkörper in einer Form gegossen wird.
  • Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der Erfindung darin, das bekannte Verfahren derartig weiterzubilden, dass eine verbesserte Konstruktion und Herstellung eines Elastomerkörpers möglich wird.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 21.
  • Das Prinzip der Erfindung nach Anspruch 21 besteht im Wesentlichen darin, dass ein Einbringen, insbesondere Eingießen, der flüssigen, aushärtbaren Elastomermasse entlang von Öffnungen in der Form erfolgt, die in Flucht zu Bereichen des Elastomerkörpers angeordnet sind, die im ausgehärteten Zustand des Elastomerkörpers die Zähne ausbilden.
  • Die Zähne der Außenverzahnung bilden also exakt die Stellen, die sogenannten Anformstellen, entlang der die flüssige, aushärtbare Elastomermasse der Form zugeführt wird.
  • Bei einem Aushärten des Elastomerkörpers, wobei dieser Verfahrensschritt fachmännisch auch als Vulkanisieren bezeichnet wird,können Materialschwindungen infolge eines Schrumpfens auftreten. Es kann also im Bereich der Anformstellen zu Rissen, Ungenauigkeiten oder Unwägbarkeiten, beispielsweise auch zu Dichte- oder Formunterschieden infolge der temperatur- und zeitabhängigen Aushärteprozesse kommen.
  • Die Erfindung berücksichtigt, dass im Bereich der Zähne das Elastomerteil im Betrieb den geringsten Bauteilbelastungen ausgesetzt ist, weil die Zähne keinen Schubbereich ausbilden. Durch die erfindungsgemäße Wahl der Zähne als Anformstellen oder Anspritzpunkte, wird den möglichen, herstellungsbedingten Beeinträchtigungen an den Anformstellen Rechnung getragen. Diese wirken sich also im Bereich der Zähne am wenigstens auf die Eigenschaften des Elastomerkörpers, und auf die Eigenschaften der Vorrichtung insgesamt, aus.
  • Insbesondere kann ein Trennschnitt im Bereich der Anformstellen erfolgen, ohne dass die Gefahr besteht, dass in das Material des Zahnes hinein eingeschnitten wird.
  • Ein Elastomerkörper kann eine oder mehrere Anformstellen aufweisen.
  • Durch diese Ausgestaltung der Erfindung kann die Langlebigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht werden.
  • Der Elastomerkörper kann in einer Form oder einer Werkzeugform aushärten, wobei zugleich eine Anvulkanisation an Anvulkanisationflächen, z. B. an einer innenliegenden Nabe, vorgenommen werden kann.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie anhand der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Darin zeigen:
    • 1 in einer teilgeschnittenen schematischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt,
    • 2 die Vorrichtung der 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
    • 3 die Vorrichtung der 1 in einer schematischen Seitenansicht, etwa entlang Ansichtspfeil III in 1,
    • 4 die Vorrichtung der 3 in einer teilgeschnittenen schematischen Schrägansicht, wobei der bzgl. 3 etwa die rechte Hälfte der Vorrichtung der 3 weggelassen ist,
    • 5 die Vorrichtung der 1 in einer perspektivischen schematischen Rückansicht, etwa entlang Ansichtspfeil V in 1,
    • 6 einen ringförmigen Flansch der erfindungsgemäßen Vorrichtung der 1 in perspektischer Einzeldarstellung,
    • 7 ein eine Wellstruktur aufweisendes Stahlblech des Flansches der 6 in perspektischer Einzeldarstellung,
    • 8 einen Kragen des Flansches der 6 zur Verbindung mit dem Stahlblech der 7 in perspektischer Einzeldarstellung,
    • 9 in einer teilgeschnittenen, schematischen, vergrößerten Ausschnittsdarstellung einen Teil der Vorrichtung gemäß 5, etwa gemäß Teilkreis IX in 5, wobei das Blech der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden ist,
    • 10 in einer vergrößerten, schematischen Detaildarstellung einen Verbindungsbereich der Vorrichtung der 1 zwischen Elastomerkörper und Flansch, etwa gemäß Teilkreis X in 1,
    • 11 einen Abschnitt der Vorrichtung der 9 aus einer geänderten Blickrichtung in perspektivischer Darstellung, etwa entlang Ansichtspfeil XI in 9,
    • 12a in einer teilgeschnittenen schematischen, abgebrochenen Ansicht einen Verbindungsbereich zwischen Stahlblech und Elastomerkörper im Bereich eines Zahnes, etwa entlang der Schnittlinie XII a - XII a in 11, wobei zusätzlich das Blech dargestellt ist, und
    • 12 in einer Darstellung gemäß 12a einen Verbindungsbereich zwischen Stahlblech und Elastomerkörper im Bereich eines Rücksprungs, etwa entlang der Schnittlinie XII b - XII b in 11, wobei zusätzlich das Blech dargestellt ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung, auch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, beispielhaft beschrieben. Dabei werden der Übersichtlichkeit halber - auch soweit unterschiedliche Ausführungsbespiele betroffen sind - gleiche oder vergleichbare Teile oder Elemente oder Bereiche mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben, bezeichnet.
  • Merkmale, die nur in Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschrieben, dargestellt oder offenbart sind, können im Rahmen der Erfindung auch bei jedem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen werden. Derartig geänderte Ausführungsbeispiele sind - auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind - von der Erfindung mit umfasst.
  • Alle offenbarten Merkmale sind für sich erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) sowie der zitierten Druckschriften und der beschriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik inhaltlich vollumfänglich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, einzelne oder mehrere Merkmale der dort offenbarten Gegenstände in einen oder in mehrere Ansprüche der vorliegenden Anmeldung mit aufzunehmen. Auch solche geänderten Ausführungsbeispiele sind - auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind - von der Erfindung mit umfasst.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel einer in seiner Gesamtheit in den Zeichnungen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Vorrichtung ist in 1 schematisch in einem Längsschnitt dargestellt.
  • Die Vorrichtung 10 wird insgesamt auch als Kupplung 11 bezeichnet und dient der Verbindung eines nicht dargestellten, etwa bei dem Bezugszeichen 12 befindlichen Antrieb, z. B. einem Motor, und einem Abtrieb 13, z. B. einer Abtriebswelle.
  • Die Vorrichtung 10 umfasst einen Flansch 14, der im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. In Einzeldarstellung ist der Flansch 14 in 6 in perspektivischer Ansicht dargestellt.
  • Wie sich anhand der Schnittdarstellung der 1 ergibt, weist der Flansch 14 einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf, wobei der vertikale L-Schenkel von einem Kragen 33 bereitgestellt ist, der in 8 in Einzeldarstellung dargestellt ist, und der horizontale L-Schenkel von einem kreisringförmigen Stahlblech 25 bereitgestellt ist, das in 7 in Einzeldarstellung dargestellt ist. Das Stahlblech 25 und der Kragen 33 können entlang von ein oder zwei Schweißnahtbereichen 34a, 34b (vgl. 10), die durchgehend, z. B. linienförmig, oder punktförmig, ausgebildet sein können, gefügt sein.
  • Der Flansch 14 ist mit einer Innenverzahnung 22 versehen, die formkomplementär zu einer Außenverzahnung 19 eines Elastomerkörpers 16 ausgebildet ist. Der Elastomerkörper 16 ist in 1 ebenfalls im Querschnitt dargestellt und insgesamt ringförmig ausgebildet.
  • Der Elastomerkörper 16 umfasst gemäß 1 einen Radialinnenabschnitt 37, einen Radialmittenabschnitt 39 und einen Radialaußenabschnitt 38. Der Radialinnenabschnitt 37 weist eine Breite 40 auf, die größer ist als die Breite 41 des Radialmittenabschnittes 39 und die ebenfalls größer ist als die Breite 42 des Radialaußenabschnittes 38.
  • Entlang des Radialinnenabschnittes 37 ist der Elastomerkörper 16 an eine Anvulkanisationsfläche 55 eines Nabenflansches 47 einer Nabe 15 anvulkanisiert.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist in der perspektivischen Explosionsdarstellung deutlich gemacht, dass an dem Nabenkörper 15 eine Vielzahl von Befestigungsbohrungen 48 angeordnet sind, die von Schrauben 45a, 45b, 45c, 45d durchsteckt werden können, und in Gewindeaufnahmen 60a, 60b, der Abtriebswelle 13 eingeschraubt werden können.
  • Die Nabe 15 ist also unter Zuhilfenahme der Schrauben 45a, 45b, 45c, 45d axial und drehschlüssig an der Welle 13 festgelegt.
  • Der Elastomerkörper 16 ist in 2 mit seiner Außenverzahnung 19 gut zu erkennen: Ausweislich 2 umfasst die Außenverzahnung 19 alternierend Zähne 20a, 20b und dazwischen angeordnete Rücksprünge 21a, 21b.
  • Gleichermaßen sind an der Innenverzahnung 22 des Flansches 14 Zähne 23a, 23b und dazwischen angeordnete Rücksprünge 24a, 24b angeordnet.
  • Die Innenverzahnung 22 ist formkomplementär zu der Außenverzahnung 19 des Elastomerkörpers 16 ausgebildet.
  • Der Flansch 14 kann ausgehend von einer axial von dem Elastomerkörper 16 beabstandeten Position gemäß 2 durch eine relative Heranbewegung entlang der Axialrichtung 18 an den Elastomerkörper 16 auf diesen aufgesteckt werden, wobei jeweils Zähne 23a, 23b an der Innenverzahnung 22 des Flansches 14 in Rücksprünge 21a, 21b an der Außenverzahnung 19 des Elastomerkörpers 16 eingreifen.
  • Den montierten Zustand der Vorrichtung 10 zeigen beispielsweise die 1, 3 bis 5 sowie 9 bis 12b. Es handelt sich mithin um eine Steckverbindung von Flansch 14 und Elastomer 16, die wie folgt bewerkstelligt wird:
    • Zunächst wird der Flansch 14 über die nicht dargestellte Schrauben, die Befestigungsbohrungen 49 am Flansch 14 durchgreifen, an einem nicht dargestellten Antrieb 12, z. B. an einem nicht dargestellten Schwungrad eines Motors, festgeschraubt.
  • Sodann kann die Nabe 15 mit dem daran befestigten, insbesondere anvulkanisierten, Elastomerkörper 16 mittels Schrauben 45 an der Welle 13 befestigt werden. Anschließend kann der Elastomerkörper 16 zusammen mit der daran befestigten Welle 13 in den Flansch 14 axial eingesetzt, nämlich eingesteckt, werden.
  • Die Außenverzahnung 19 des Elastomerkörpers 16 und die Innenverzahnung 22 des Flansches 14 gewährleisten einen Drehschluss zwischen Flansch 14 und Elastomerkörper 16, ermöglichen aber eine axiale Steckbarkeit der beiden Elemente.
  • Im Betrieb der Vorrichtung 10 rotiert der Antrieb 12 und mit ihm der daran festgeschraubte Flansch 14 um die lediglich angedeutete Drehachse 56. Die Abtriebswelle 13 rotiert um die angedeutete Rotationsachse 57.
  • Das aus einem gummielastischen Material bestehende Elastomerelement 16 kann dazu dienen, einen axialen oder radialen Versatz oder einen Winkelversatz zwischen Antrieb 12 und Abtrieb 13 und/oder zwischen den Achsen 56 und 57 auszugleichen.
  • Damit können z. B. Fertigungs- oder Montagetoleranzen, ggf. auch Unwuchten, ausgeglichen werden.
  • Zugleich bzw. insbesondere dient das Elastomerelement 16 dazu, Drehschwingungen zu dämpfen, und beispielsweise Vibrationen zu unterdrücken oder zu eliminieren. Alternativ kann der Elastomerkörper 16 auch dazu ausgelegt werden, Resonanzen zu reduzieren oder zu vermeiden oder Anregungsfrequenzen oder Resonanzen in andere Frequenzbereiche zu transformieren.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist eine Reihe von Besonderheiten auf. Eine erste Besonderheit soll anhand der 6 bis 8 erläutert werden.
  • 7 zeigt ein Stahlblech 25, und 8 zeigt ein Kragenelement 33, jeweils in Alleindarstellung. 6 zeigt den aus Stahlblech 25 und Kragen 33 zusammengesetzten Flansch 14.
  • Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem der Flansch die Vorrichtung aus Aluminium gegossen worden ist, weist erfindungsgemäß der Flansch 14 ein Stahlblech 25 auf, das mit einer Wellstruktur 26 versehen ist. Dieses ist in 7 dargestellt.
  • Die Wellstruktur 26 weist abwechselnde Wellentäler und Wellenberge auf, so dass eine Innenverzahnung 22 gebildet wird, die formkomplementär zu der Außenverzahnung 19 des Elastomerelementes 16 gebildet ist.
  • Die Wellstruktur 26 kann ausgehend von einem flachliegenden, streifenförmigen oder bandförmigen Stahlblech 25, z. B. durch Prägung, oder durch andere Umformprozesse, insbesondere auch durch Rollieren, Drücken oder Tiefziehen, erreicht werden.
  • Insbesondere erst nach dem Einbringen der Wellstruktur 26 in das Stahlblech 25 wird dieses aus einem flachliegenden Zustand in eine Form eines Ringkörpers überführt, in dem die beiden freien Enden des Stahlblechs 25, nach dem Ablängen des Stahlblechs, miteinander verbunden, z. B. miteinander verschweißt werden.
  • 7 zeigt den zu einem Ringkörper verbundenen Zustand des Stahlblechs 25. Nachdem das Stahlblech 25 zu einem Ringkörper geformt ist, kann dieses mit dem Kragen 33 gemäß 8 verschweißt werden, um einen Flansch 14 gemäß 6 bereitzustellen.
  • Alternativ kann ein Stahlblech 25 mit einer Wellstruktur 26 auch durch Tiefziehen erreicht werden.
  • Schließlich ist von der Erfindung auch umfasst, wenn ein Flansch 14 aus einem flachliegenden Blech unter gleichzeitiger Bildung des Kragens 33 und der Innenverzahnung 22 infolge eines Tiefziehvorgangs gebildet wird.
  • Die Kontur der Wellstruktur 26 folgt der Kontur 27 (vgl. 3) der Außenverzahnung 19 des Elastomerkörpers 16.
  • Die Kontur 27 weist Abschnitte 28 erster Art und Abschnitte 29 zweiter Art auf.
  • Insbesondere aus einem Vergleich der 3 und 9 miteinander ist ersichtlich, dass die Abschnitte 28 erster Art, nach Art einer Sinushalbwelle 30 ausgebildet oder an eine Form einer Sinushalbwelle 30 angenähert sind.
  • Die Abschnitte 29 zweiter Art weisen Abflachungen 31 auf.
  • Die Zähne 23a, 23b und die Rücksprünge 24a, 24b der Innenverzahnung 22 des Stahlblechs 25 sind dazu formkomplementär ausgebildet.
  • Durch die besondere Kontur 27 der Außenverzahnung 19 und die entsprechende formkomplementäre Kontur der Innenverzahnung 22 ergibt sich ein besonders satter Sitz.
  • Insbesondere ist die Innenseite 52 des Stahlbandes 25 glatt ausgebildet, und mit einer nur sehr geringen, gegenüber einem Aluminiumgussteil reduzierten Rauigkeit ausgestattet. Hierdurch kann insbesondere mit geringeren Passtoleranzen geplant und gearbeitet werden.
  • Die besondere Kontur, mit Abschnitten 28 erster Art nach Art von Sinushalbwellen 30 und Abschnitten 29 zweiter Art nach Art von Abflachungen 31, ermöglicht darüber hinaus ein definiertes Durchrutschen im Überlastfall, dies ohne ein Abreißen der Zähne 20a, 20b.
  • Die Vorrichtung 10 kann insgesamt auch als Scheibenkupplung 32 bezeichnet werden, da sie, wie dies insbesondere 1 deutlich macht, in Axialrichtung 18 kurz gehalten ist und eine Scheibenform ausbildet.
  • Die Fertigung des Flansches 14 erfolgt insbesondere durch Bereitstellung eines flach liegenden Stahlblechs 25, auf das die Wellenstruktur 26 durch Umform- und/oder Biegeprozesse aufgebracht wird. Sodann wird entlang von in 7 lediglich angedeuteten Umfangsverbindungsbereichen 50 das Stahlband 25 durch Verbindung seiner freien Enden miteinander zu einem Ringkörper verbunden, insbesondere verschweißt.
  • Von der Erfindung umfasst ist ein ringförmiges, mit einer Wellstruktur 26 versehenes Stahlband 25 gemäß 7, das nur einen Umfangsverbindungsbereich 50 aufweist. Von der Erfindung ist aber auch umfasst, wenn das Stahlblech 25 aus mehreren Segmenten besteht, so dass in dem ringförmig ausgebildeten Stahlblech 25 mehrere derartige, nicht dargestellte Umfangsverbindungsbereiche 50 vorgesehen sind.
  • Von der Erfindung ist weiter umfasst, wenn das Stahlblech 25, ausgehend von einem flachliegenden Zustand, zunächst mit einer Wellstruktur 26 versehen wird, und anschließend die beiden freien Enden des Stahlbleches 25 miteinander verbunden werden.
  • Von der Erfindung ist aber gleichermaßen auch umfasst, wenn zunächst das Stahlblech 25 zu einem ringförmigen Körper geschlossen wird, in dem die beiden freien Endbereiche des Stahlbandes 25 miteinander verbunden werden, und erst nachfolgend eine Anbringung der Wellstruktur 26 an dem bereits geschlossenen Stahlblech 25 erfolgt.
  • Das Stahlblech 25 kann beispielsweise aus einem schlagzähen Feinkorn-Baustahl bestehen. Insbesondere kann das Stahlblech kaltgeprägt sein. Auf seiner Innenseite 52 ist das Stahlblech 25 vorzugsweise glatt gehalten.
  • Angemerkt sei, dass das Stahlblech 25 auch auf seiner Außenseite 51 glatt gehalten sein kann.
  • Vorteilhafterweise weist das Stahlblech 25 entlang der Umfangsrichtung 64 eine durchgehend konstante Wandstärke 53 (vgl. 7) auf.
  • Dadurch, dass das Stahlblech 25 eine glatt gehaltene Innenseite 52 aufweist, kann der Kontaktbereich 61 zwischen der Innenseite 52 des Stahlbleches 25 und der Außenseite 62 des Elastomerkörpers 16 optimiert werden.
  • Die beim Stand der Technik vorhandene, nachteilige Rauheit kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 vermieden werden. Angemerkt sei, dass ausweislich der Darstellung der 5 zwischen der Außenseite 62 des Elastomerkörpers 16 und der Innenseite 52 des Stahlbandes 25, also entlang des Kontaktbereiches 61, ein Freiraum dargestellt ist, der das Passungsspiel oder Bewegungsspiel verdeutlicht, der ein axiales relatives Einführen des Elastomerkörpers 16 mit der Außenverzahnung 19 in den Flansch 14 hinein zulässt.
  • Darüber hinaus wird angemerkt, dass unter Belastung, aufgrund der Materialelastizität des Elastomerkörpers 16, diese Freiräume durch Werkstoffbereiche des Elastomerkörpers, insbesondere infolge von Verschiebungen oder Verformung der Zähne, sowie aufgrund der Fliehkraftwirkung auf die Materialmasse, ausgefüllt werden können.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der zur Bereitstellung eines Passungsspiels erforderliche Freiraum minimiert und optimiert werden.
  • Der Kragen 33 weist gemäß 8 eine Innenkontur 54 auf, mit einer Vielzahl von nach innen vorstehenden Zähnen und entsprechenden Rücksprüngen, die der Kontur der Innenverzahnung 22 des Stahlblechs 25 folgt. Dies ergibt sich beispielsweise durch einen Vergleich der 6, 7 und 8.
  • Entlang dieser Innenkontur 54 kann ein Verschweißen der beiden Elemente 33, 25 miteinander erfolgen.
  • Lediglich schematisch deutet die Schnittdarstellung der 10 an, dass Schweißbereiche im Bereich des Positionszeichen 34a der 10 und/oder im Bereich des Positionszeichens 34b der 10 vorgesehen sein können.
  • Insbesondere ist entweder innenseitig, etwa bei der Position des Bezugszeichens 34a in 10 oder außenseitig, etwa bei der Position des Bezugszeichens 34b in 10, eine durchgehende Schweißnaht vorhanden. Alternativ können auch punktförmige Schweißbereiche vorgesehen sein.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung soll nun anhand der Ausführungsbeispiele der 9 bis 12b erläutert werden:
    • Der Elastomerkörper 16 weist zwei Ringstirnflächen 35a, 35b auf (vgl. 1), die eine beliebige Querschnittskontur aufweisen können.
  • Wie zuvor schon bei dem Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben, ist die Kontur insgesamt - bei Betrachtung des Querschnitts des Elastomerkörpers 16 gemäß 1 - kontinuierlich und führt zu einer maximalen Breite (also einer maximal axialen Länge 40) entlang dem Radialinnabschnitt 37, zu einer schmalsten Stelle 41 im Bereich des Radialenmittenabschnittes 39, und verbreitert sich sodann zu einer Breite 42 entlang eines Radialaußenabschnittes 38 des Elastomerkörpers 16.
  • In dem Bereich der Außenverzahnung 19 ist, wie sich insbesondere aus den 12a, 12b ergibt, auf beiden Ringstirnflächen 35a, 35b, jeweils eine Lippe 36 vorgesehen. Die Lippe 36 steht in Axialrichtung 18 nach außen etwas vor. Insbesondere steht die Lippe 36 bei den Ausführungsbeispielen der 12a und 12b gegenüber einer Lippenebene 44, die der Ringstirnfläche 35b entspricht, in Axialrichtung 18 nach außen vor.
  • Die Lippe 36 ist in Umfangsrichtung 64 durchgängig ausgebildet. Sie umfasst in dem Bereich der Rücksprünge 21a, 21b der Außenverzahnung 19 schmal gehaltene Bereiche 59a, 59b und sie umfasst im Bereich der Zähne 20a, 20b Verbreiterungsbereiche 58a, 58b.
  • Von den Verbreiterungsbereichen 58 erstrecken sich, ebenfalls in Axialrichtung 18 vorspringend, kissenartige Erhebungen 43.
  • Festzuhalten ist, dass der Elastomerkörper 16 eine Außenverzahnung 19 aufweist, die im Bereich der Zähne 20a, 20b und im Bereich der Rücksprünge 21a, 21b in Axialrichtung 18, nach Art einer Lippe 36, geringfügig vorspringt.
  • Diese vorspringende Lippe 36 erhöht, die Langlebigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, da hierdurch eine Anrissbildung vermieden oder reduziert wird.
  • Die Lippe 36 stellt eine schulterartige oder stufenartige, relativ abrupte Verbreiterung des Querschnitts des Elastomerkörpers 16 in seinem Radialaußenbereich 38 dar.
  • Der Elastomerkörper 16 kann in einer Form, einer sogenannten Werkzeugform hergestellt werden. In die Werkzeugform kann eine flüssige, aushärtbare Elastomermasse eingebracht, z. B. eingegossen oder eingespritzt werden, die zu dem Elastomerkörper 16 aushärtet. Im Zuge dieses Aushärtevorgangs kann, soweit Anvulkanisationsflächen 55 an einer Nabe 15 vorgesehen sind, der Elastomerkörper 16 zugleich auch an die Nabe 15 anvulkanisiert werden.
  • Eine Besonderheit besteht bei diesem Aspekt der Erfindung darin, dass Anformstellen 65 im Bereich der Zähne 20a, 20b der Außenverzahnung 19 des Elastomerkörpers 16 vorgesehen sind: Etwa im Bereich der kissenartigen Erhebungen 43 können die Anformstellen 65 vorgesehen werden. Hierzu können beispielsweise in der nicht dargestellten Form entsprechende Öffnungen im Bereich eines zu bildenden Zahnes 20a des Elastomerkörpers 16 oder im Bereich mehrerer Zähne 20a, 20b vorgesehen sein.
  • Da im Bereich der Zähne 20a, 20b die Schubbelastungen des Elastomerkörpers 16 insgesamt verhältnismäßig gering sind, bietet die Anordnung von Anformstellen 65 gerade in diesem Bereich Vorteile.
  • Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung weist der Elastomerkörper 16 insgesamt vierundzwanzig Zähne 20a, 20b auf. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Elastomerkörper 16, entsprechend der Zahl der Zähne, auch vierundzwanzig Anformstellen 65 aufweist. Sämtliche Anformstellen 65 sind also im Bereich des axialen Endes der Zähne 20a, 20b angeordnet. Dadurch, dass die Anformstellen 65 an den axialen Endbereichen der Zähne 20a, 20b angeordnet sind, können hier - ohne dass dies die Funktionsfähigkeit der Kupplung beeinträchtigt - Erhebungen vorgesehen sein, die es auf einfache Weise ermöglichen, den Elastomerkörper nach dem Vulkanisieren von der Form zu trennen, da entlang dieser Anformstellen 54 ein Trennschnitt erfolgt. Dadurch, dass kissenartige Erhebungen 43 an den axialen Endbereichen der Zähne 20a, 20b verbleiben können - da sie dort nicht stören - kann der Trennschnitt von Hand mit der erforderlichen Sicherheit durchgeführt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass ein Einschneiden in das Material des Zahns 20a, 20b hinein erfolgt.
  • In den Figuren ist die Radialrichtung durchgehend mit 17 und die Axialrichtung durchgehend mit 18 bezeichnet. Eine Radialebene 63 ist eine Ebene, zu der die Rotationsachse 57 einen Normalenvektor ausbildet.
  • Die Umfangsrichtung 64 ist die Richtung, entlang der sich der ringförmige Flansch 14 und der Elastomerkörper 16 erstreckt. Mit anderen Worten entspricht die Umfangsrichtung 64 der Drehrichtung der Vorrichtung 10.
  • Dargestellt in den Ausführungsbeispielen sind Vorrichtungen 10, bei denen die Nabe 15 unter Zuhilfenahme einer Anvulkanisationsfläche 55 mit dem Elastomerkörper 16 durch Anformung verbunden ist, wobei die Nabe 15 eine Schraubverbindung mit der Abtriebswelle 13 eingehen kann.
  • Von der Erfindung sind aber auch nicht dargestellte Vorrichtungen 10 umfasst, bei denen der Elastomerkörper 16 an seinen Radialinnenabschnitten 37 unter Zuhilfenahme einer nicht dargestellten Verzahnung mit einer Nabe 15 verbunden ist.
  • Von der Erfindung sind darüber hinaus Vorrichtungen umfasst, bei denen eine Nabe 15 unter Zuhilfenahme einer Verzahnung mit einer Abtriebswelle 46 verbunden ist oder verbunden werden kann.
  • Angemerkt sei, dass ausweislich 2 der Abtrieb mit 13 bezeichnet ist und hier nur ein axial sehr kurz gehaltenes Axialstück einer in Axialrichtung 18 beliebig lang ausbildbaren Abtriebswelle 46 angedeutet ist.

Claims (21)

  1. Vorrichtung (10) zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb (12) zu einem Abtrieb (13), umfassend einen radial außen angeordneten, ringförmigen, metallischen Flansch (14), eine radial innenliegende Nabe (15) und einen radial zwischen Nabe (15) und Flansch (14) angeordneten Elastomerkörper (16), der eine, eine axiale Steckbarkeit zwischen dem Elastomerkörper (16) und dem Flansch (14) ermöglichende Außenverzahnung (19) aufweist, wobei an dem Flansch (14) eine formkomplementäre Innenverzahnung (22) angeordnet ist, die von einem mit einer Wellstruktur (26) versehenen Blech (25), insbesondere einem Stahlblech (25), bereitgestellt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (19) eine Kontur (27) mit einer alternierenden Anordnung von Abschnitten (28) erster Art und Abschnitten (29) zweiter Art aufweist, wobei die Abschnitte (28) erster Art einer Sinushalbwelle (30) nachgebildet oder an eine Geometrie einer Sinushalbwelle (30) angenähert sind und die Abschnitte (29) zweiter Art Abflachungen (31) aufweisen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Scheibenkupplung (32) ausbildet.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech(25) glatt gehalten ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (25) kaltgeprägt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (25) aus schlagzähem Feinkornbaustahl besteht.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (25) zur Aufbringung der Wellstruktur (26) tiefgezogen oder gedrückt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (14) einen sich entlang einer Radialebene (63) erstreckenden Kragen (33), insbesondere nach Art einer Rückenplatte, aufweist, der mit dem Blech (25) durch Fügung, insbesondere mittels Schweißens, verbunden ist, oder der einstückigstoffschlüssig mit dem Blech verbunden ist, wobei der Flansch (14) durch einen Umform-Vorgang eines flachliegenden metallischen Bleches, z. B. durch einen Tiefziehvorgang, bereitgestellt ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (33) mittels Laser geschnitten ist.
  10. Verfahren zur Bereitstellung einer Vorrichtung (10), insbesondere einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb (12) zu einem Abtrieb (13), umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer radial innenliegenden Nabe (15) und eines radial außerhalb der Nabe (15) angeordneten Elastomerkörpers (16), der eine Außenverzahnung (19) aufweist, b) Bereitstellen eines mit einer Wellstruktur (26) versehenen Bleches, insbesondere eines Stahlbleches (25), wobei die Wellstruktur (26) formkomplementär zu der Außenverzahnung (19) ausgebildet ist, c) Bereitstellen eines Kragens (33), d) Verbinden des Kragens (33) mit dem Blech (25) durch Fügen zu einem Flansch (14), e) Verbinden des Flansches (14) mit dem Elastomerkörper (16) durch axiales Stecken.
  11. Vorrichtung (10), insbesondere Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb (12) zu einem Abtrieb (13), umfassend einen radial außen angeordneten, ringförmigen metallischen Flansch (14), eine radial innenliegende Nabe (15) und einen radial zwischen Nabe (15) und Flansch (14) angeordneten, ringförmigen Elastomerkörper (16), der unter Ermöglichung einer axialen Steckbarkeit zwischen dem Elastomerkörper (16) und dem Flansch (13) eine Außenverzahnung (19) aufweist, wobei an dem Flansch (14) eine formkomplementäre Innenverzahnung (22) angeordnet ist, wobei die Außenverzahnung (19) eine Kontur (27) mit einer alternierenden Anordnung von Zähnen (20a, 20b) und Rücksprüngen (21a, 21b) aufweist, und wobei der Elastomerkörper (16) auf wenigstens einer seiner beiden Ringstirnflächen (35a, 35b) eine der Kontur (27) folgende, in Axialrichtung (18) nach außen vorstehende Lippe (36, 36a, 36b) aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (16) einen Radialinnenabschnitt (37), einen Radialaußenabschnitt (38) und einen Radialmittenschnitt (39) aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialaußenabschnitt (38) in Axialrichtung (18) kürzer ausgebildet ist als der Radialinnenabschnitt (37).
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialmittenabschnitt (38) in Axialrichtung (18) kürzer ausgebildet ist als der Radialaußenabschnitt (38) und/oder kürzer ausgebildet ist als der Radialinnenabschnitt (37).
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (36, 36a, 36b) am Radialaußenabschnitt (39) des Elastomerkörpers (16) angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder nach einem auf Anspruch 11 rückbezogenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (36, 36a, 36b) in Umfangsrichtung (64) durchgehend ausgebildet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (36, 36a, 36b) schmal ausgebildete Bereiche (59a, 59b) und entlang der Zähne (20a, 20b) der Außenverzahnung (19) angeordnete Verbreiterungsbereiche (58a, 58b) aufweist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder nach einem auf Anspruch 11 rückbezogenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lippe (36, 36a, 36b) Anformstellen, angeordnet sind.
  19. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (19) eine Kontur (17) mit einer alternierenden Anordnung von Abschnitten (28) erster Art und Abschnitten (29) zweiter Art aufweist, wobei die Abschnitte (28) erster Art einer Sinushalbwelle (30) nachgebildet oder an eine solche Geometrie angenähert sind und die Abschnitte (29) zweiter Art Abflachungen (31) aufweisen.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (16) wenigstens eine Anformstelle (65) im Bereich der Zähne (20a, 20b) aufweist.
  21. Verfahren zur Herstellung eines Elastomerkörpers (16), insbesondere zur Verwendung in einer Vorrichtung 10 nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder nach einem der Ansprüche 11 bis 20, gekennzeichnet durch den Schritt: a) Bereitstellen einer Form zum Gießen des Elastomerkörpers (16), b) Einbringen, insbesondere Eingießen oder Einspritzen, einer flüssigen, aushärtbaren Elastomermasse in die Form entlang von Öffnungen in der Form, die in Flucht zu Anformstellen (65) definierenden Bereichen des Elastomerkörpers (16) angeordnet sind, die im ausgehärteten Zustand des Elastomerkörpers (16) die Zähne (20a, 20b) ausbilden.
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