DE19515101C1 - Laschenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine winkelbewegliche und axial nachgiebige Laschen­ kupplung für zwei Wellenenden, bei der zumindest drei in Umfangsrichtung ver­ teilte Laschen für die Übertragung eines Drehmoments vorgesehen sind, die Durch in Umfangsrichtung benachbarte Schraubenbolzen an den Wellenenden festgelegt sind und diese relativ verkantbar verbinden, wobei die Laschen die Schraubenbolzen in unveränderlichen Umfangsabständen verbinden.

Eine solche Laschenkupplung ist aus der DE 34 17 802 C1 bekannt. Die La­ schenkupplung ist drehsteif und elastisch beugefähig, wobei zwischen zwei Kupplungshälften rechtwinklig zur Drehachse angeordnete dünnwandige La­ schen vorgesehen sind. Die Endabschnitte sind abwechselnd an den Kupplungs­ hälften zwischen Spannscheiben gehalten. Bei der vorbekannten Laschenkupp­ lung ist eine möglichst geringe Biegesteifigkeit gefordert, wobei die laschenseiti­ ge Stirnseite der sich gegen die entsprechende Kupplungshälfte abstützenden einen Spannscheibe einen radial verlaufenden, die Drehachse in Verlängerung wenigstens annähernd schrägschneidenden Mittelabschnitt aufweist, der beider­ seits in sich rechtwinklig zur Drehachse erstreckende Flächenzonen übergeht, so daß die Mittelebene der beiderseits der Spannscheibe verlaufenden Laschen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die der genannten Spannscheibe zugewandte Stirnseite der anderen Spannscheibe ist unter Berücksichtigung der zu spannen­ den Laschen wenigstens im Bereich der sich rechtwinklig zur Drehachse erstrecken­ den Flächenzonen äquidistant geformt, wobei die Endabschnitte der Laschen entsprechend der Form der Spannscheibenstirnseiten abgekröpft sind.

Eine weitere Laschenkupplung ist aus der DE 42 27 476 C1 bekannt. Die vorbe­ kannte Laschenkupplung umfaßt zwei im Abstand nebeneinander liegende An­ schlußflansche, die einander benachbarte Wellenenden drehmomentübertragend verbinden. Zwischen den Anschlußflanschen ist ein Membranpaket angeordnet, das durch Schraubverbindungen abwechselnd einmal mit dem einen und einmal mit dem anderen Anschlußflansch verbunden ist, so daß die Anschlußflansche flexibel und drehsteif gekuppelt sind. Ein Zylinderabschnitt der Schraubenbolzen der Schraubverbindung wird beschichtet, wobei die Schichtdicke so bemessen ist, daß beim Einführen der Schraubbolzen die das Membranpaket tragenden Buchsen sowie der von dem Zylinderabschnitt durchsetzte Anschlußflansch mit Schabekanten die Beschichtung abtragen. Dadurch soll eine spiel- und versatz­ freie Verbindung geschaffen werden.

Aus der DE 38 27 673 C1 ist eine flexible Ganzstahlwellenkupplung mit gum­ mielastischer Ummantelung bekannt, deren beide jeweils einen Anschlußflansch aufweisende Kupplungshälften über einen Lamellenpaketkranz drehsteif und axial- und winkelbeweglich miteinander verbunden sind. Der Lamellenpaketkranz ist mittels gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilter Spannbolzen bzw. Spann­ buchsen wechselweise an den beiden Anschlußflanschen befestigt. Um Fun­ kenbildung bei Verwendung einer derartigen Kupplung in explosionsgefährdeten Anlagen zu vermeiden, ist der Lamellenpaketkranz umfangsseitig mit einer gummielastischen wärmeleitenden Ummantelung versehen.

Eine weitere Laschenkupplung ist aus der DE-OS 36 01 644 bekannt. Die dabei zur Anwendung gelangenden Laschen sind elastisch in Umfangsrichtung dehn­ bar mit der Folge, daß sich bei der Übertragung eines Drehmoments eine radial gerichtete Relativverlagerung der Wellenenden in bezug aufeinander ergeben kann. Zur Vermeidung von Unwuchterscheinungen und Schwingungen ist es daher erforderlich, derartige Relativverlagerungen durch geeignete Maßnahmen zu unterbinden, beispielsweise durch winkelbewegliche Führungselemente, die die Wellenenden ineinander lagern. Die Verwendung entsprechender Führungse­ lemente ist mit zusätzlichem Aufwand verbunden. Die Dauerhaltbarkeit ist wenig befriedigend.

Aus der DE-PS 27 41 652 ist eine drehsteife, elastisch beugefähige Wellen­ kupplung bekannt, bei der die beiden Wellenenden durch eine metallische Mem­ bran oder eine glasfaserverstärkte Kunststoffolie miteinander verbunden sind. Die beiderseitige Festlegung der Wellenenden an der Membran erfolgt durch Schraubenbolzen, die einen voneinander abweichenden Abstand von der Rotati­ onsachse haben. Die erzielbaren Beugewinkel sind sehr klein. Außerdem hat be­ reits eine sehr geringe Auslenkung eine große mechanische Belastung der Me­ tall- bzw. Kunststoffolie zur Folge, wodurch es ausgeschlossen ist, derartige Wellenkupplungen im Bereich des Antriebstrangs eines Kraftfahrzeugs zu ver­ wenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Antriebstrang eines Kraft­ fahrzeugs verwendbare Kupplung der eingangs genannten Art derart weiterzu­ entwickeln, daß bei Gewährleistung einer guten Dauerhaltbarkeit die Verwen­ dung von sekundären Führungselementen für die beiden Wellenenden entbehr­ lich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Laschenkupplung der eingangs ge­ nannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Bei der erfindungsgemäßen Laschenkupplung ist es vorgesehen, daß die La­ schen mit zumindest einem in radialer Richtung nach innen vorspringenden, die Gewindebolzen berührenden, elastischen Ansatz zum Ausgleichen von Ferti­ gungsungenauigkeiten bei der Montage versehen sind. Dadurch wird die auto­ matische Zentrierung vereinfacht. Die Montage der Laschenkupplung ist bei ei­ ner solchen Ausführung ganz besonders einfach. Der Ansatz kann aus einem ringförmig gestalteten Wulst bestehen oder aus mehreren Einzelelementen, die die Gewindebolzen nach Art eines Kranzes umgeben und sich auf diesen abstüt­ zen. Das Profil ist zweckmäßig sinusförmig gestaltet.

Dadurch daß die in sich selbst tordierbaren Laschen die Schraubenbolzen in un­ veränderlichen Umfangsabständen verbinden, sind die Umfangsabstände somit von einer bestimmten Größe und belastungsbedingt nicht veränderbar. Hier­ durch wird verhindert, daß sich die beiden Wellenenden bei der Übertragung eines Drehmoments in radialer Richtung relativ zu verlagern vermögen. Ohne auf die Verwendung sekundärer Führungselemente zurückzugreifen, ist es dadurch sichergestellt, daß die gedachten Verlängerungen der beiden Wellenachsen der beiden Wellen einander unabhängig von der Größe des im Einzelfall übertrage­ nen Drehmomentes stets an derselben Stelle durchschneiden. Unwuchter­ scheinungen können dadurch im Bereich der Wellenenden nicht mehr auftreten, was für das betriebsbedingte Schwingungsverhalten von großem Vorteil ist. Die beiderseitigen Schraubenbolzen können die gleichen Abstände von der Rotati­ onsachse haben. Die Herstellung der Laschenkupplung wird dadurch verein­ facht.

Bei einer Ausführung, bei der jeweils mehrere Laschen paketartig zusammen­ gefaßt sind, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn die Schraubenbolzen in radialer Richtung zwischen dem elastischen Ansatz und den Laschen jeweils von einer Hülse umschlossen sind. Das gebrauchsfertige Paket aus mehreren La­ schen ist bei einer solchen Ausführung nicht ohne weiteres voneinander trenn­ bar. Es läßt sich besonders einfach einbauen und kennzeichnen, was es erleich­ tert, Verwechslungen bei der Montage vorzubeugen.

Die Laschen können jeweils aus zumindest einem tordierbaren Blech einer Dicke von 0,03 bis 1,0 mm bestehen. Bedarfsweise können mehrere Laschen zur An­ wendung gelangen, die paketartig zusammengefaßt und als geschlossene Ein­ heit einbaubar sind. Die einzelnen Laschen sind hierin nur an den Enden beider­ seits in starrer Weise festgelegt und zwischen den Enden jeweils in sich einzeln tordierbar. Die Größe des übertragbaren Drehmomentes ergibt sich aus der Be­ lastbarkeit und der Anzahl der verwendeten Laschen innerhalb eines jeden Pa­ kets. Es ist dadurch leicht an die im Einzelfall vorhandenen Erfordernisse anpaß­ bar.

Eine besonders große Gebrauchsdauer wird erzielt, wenn jede Lasche im Bereich ihrer während der bestimmungsgemäßen Verwendung freiliegenden Oberflä­ chenzonen mit einer korrosionsverhindernden Beschichtung versehen ist. Diese und die elastisch verformbaren Ansätze können gegebenenfalls übereinstimmend aus demselben elastomeren Werkstoff bestehen, beispielsweise aus Gummi.

Die erfindungsgemäße Laschenkupplung läßt sich besonders einfach erzeugen. Sie ist von großer Dauerhaltbarkeit und gewährleistet, daß Relativverlagerungen der verbundenen Wellenenden bei der Übertragung von Drehmomenten nicht mehr auftreten können.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Laschen mittels der Gewinde­ bolzen zwischen ringförmig ausgebildeten Halteplatten verspannt und mit den Wellenenden verbunden sind. Die Gewindebolzen können dabei in überein­ stimmenden Abständen an den beiden Wellenenden oder an damit verbundenen Hilfselementen festgelegt sein, beispielweise an radial nach außen vorstehenden Flanschen oder Klauen der Wellenenden. Auf jeden Fall muß sichergestellt sein, daß die Laschen in sich tordierbar sind. Sie dürfen somit nur im Bereich ihrer Enden mittels der Halteplatten starr an den Wellenenden festgelegt sein.

Um herstellungsbedingte Toleranzen auszugleichen hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn die Halteplatten einen radialen Abstand von den Gewindebolzen haben, der größer ist als die Summe aller herstellungsbedingten Toleranzen. Im Anschluß an das Zusammenfügen der Einzelteile ergibt sich in jedem Falle eine selbsttätige Zentrierung. Diese läßt sich durch nachträgliches Anziehen der Ge­ windebolzen dauerhaft fixieren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen weiter verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Laschenkupplung der erfindungsgemäßen Art in längsgeschnittener Darstellung.

Fig. 2 die Laschenkupplung gemäß Fig. 1 in quergeschnittener Darstellung.

Fig. 3 und 4 mehrere paketartig aufeinander geschichtete Laschen in querge­ schnittener Darstellung sowie in einer Ansicht von vorn.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Laschenkupplung ist zur Verwendung im Be­ reich des Antriebstrangs eines Kraftfahrzeuges gedacht, beispielweise im Bereich der Verbindung zwischen Getriebe und Hinter- oder Vorderachse. Die Laschenkupplung ist dementsprechend während der bestimmungsgemäßen Verwendung einer erheblichen Beugebeanspruchung ausgesetzt. Diese kann 10 Grad erreichen.

An den beiden Wellenenden 1, 2 sind jeweils drei in radialer Richtung nach außen vorspringende Klauen 9 vorgesehen, die einander, in Umfangsrichtung betrachtet, auf Lücke zugeordnet sind. Jede dieser Klauen 9 ist von einer achsparallelen Bohrung durchdrungen, in die der Gewindebolzen 4 einer Schraubverbindung eingepaßt ist.

Jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Gewindebolzen 4 sind durch ein Paket aus mehreren aufeinandergeschichteten Laschen 3 verbunden, die aus Blech einer Dicke von 0,1 mm bestehen und im Bereich der Enden durch Halteplatten 5, 6 unverrückbar miteinander und mit den Klauen 9 verspannt sind. Die Laschen 3 sind im Bereich der Gewindebolzen 4 auf Hülsen 8 aufge­ fädelt, die einen radialen Abstand von den Gewindebolzen 4 haben. Der radiale Abstand zwischen den Hülsen 8 und den Gewindebolzen 4 ist durch einen konzentrische in sich geschlossenen, elastischen Ansatz 7 überbrückt, der dazu bestimmt ist, herstellungsbedingte Toleranzen während der Montage auszugleichen. Das den elastischen Ansatz 7 bildende Gummi ist einstückig ineinanderübergehend ausgebildet mit einer Beschichtung 10, die außerhalb des Bereiches, in dem die Halteplatten 5, 6 während der bestimmungsgemäßen Verwendung mit den Laschen 3 in Eingriff gelangen, das daraus gebildete Paket auf der gesamten Außenseite umschließen (Fig. 3, 4). Feuchtigkeit und Schmutz mögen die eigentlichen Laschen 3 dadurch während der bestim­ mungsgemäßen Verwendung nicht zu erreichen und auf korrosivem Wege anzugreifen. Die Laschenkupplung weist dadurch eine hervorragende Dauer­ haltbarkeit auf. Die einzelnen Laschen können bedarfsweise auch mit einer andersartig ausgebildeten Korrosionsbeschichtung versehen sein, beispielweise mit einer galvanisch angebrachten Korrosionsschutzbeschichtung aus Zink, Chrom oder Nickel. Desweiteren ist es möglich, Laschen zu verwenden, die aus mit Glas- bzw. Kohlenstoffasern verstärkten Kunststoffen bestehen.

Die erfindungsgemäße Laschenkupplung ist in erheblichem Maße temperaturbelastbar, ohne daß sich eine Änderung des Betriebsverhaltens ergibt. Ihre Verwendung im Bereich von Wärmequellen ist dadurch problemlos möglich, beispielweise in unmittelbarer Nähe des Abgasstranges eines Kraft­ fahrzeuges.

Claims (7)

1. Winkelbewegliche und axial nachgiebige Laschenkupplung für zwei Welle­ nenden (1, 2), bei der zumindest drei in Umfangsrichtung verteilte Laschen (3) für die Übertragung eines Drehmomentes vorgesehen sind, die durch in Umfangsrichtung benachbarte Schraubenbolzen (4) mit den Wellenen­ den (1, 2) festgelegt sind und diese relativ verkantbar verbinden, wobei die Laschen (3) die Schraubenbolzen (4) in unveränderlichen Umfangsab­ ständen A verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (3) mit zumindest einem in radialer Richtung nach innen vorspringenden, die Gewindebolzen (4) berührenden, elastischen Ansatz (7) zum Ausgleichen von Fertigungsungenauigkeiten bei der Montage versehen sind.

2. Laschenkupplung nach Anspruch 1, bei der jeweils mehrere Laschen (3) paketartig zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenbolzen (4) in radialer Richtung zwischen dem elastischen An­ satz (7) und den Laschen (3) jeweils von einer Hülse (8) umschlossen sind.

3. Laschenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Laschen (3) aus zumindest einem tordierbaren Blech ei­ ner Dicke von 0,03 bis 1,0 mm bestehen.

4. Laschenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Lasche (3) im Bereich ihrer während der bestimmungs­ gemäßen Verwendung freiliegenden Oberflächenzonen mit einer korrosi­ onsverhindernden Beschichtung (10) versehen ist.

5. Laschenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kor­ rosionsverhindernde Beschichtung (10) und die elastisch verformbaren Ansätze (7) übereinstimmend aus dem selben polymeren Werkstoff be­ stehen.

6. Laschenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Laschen (3) mittels der Gewindebolzen (4) zwischen ringförmig ausgebildeten Halteplatten (5, 6) verspannt und mit den Welle­ nenden verbunden sind.

7. Laschenkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hal­ teplatten (5, 6) einen radialen Abstand von den Gewindebolzen (4) haben, der größer ist als die Summe aller herstellungsbedingten Toleranzen.