DE19857248C2 - Kreuzscheibenkupplung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kreuzscheibenkupplung zum Verbinden von zwei Wellenenden mittels einer Kreuzscheibe über ein Nut-Feder-System.

Eine derartige Kreuzscheibenkupplung ist in der US 5 226 852 beschrieben. Im Betrieb der bekannten Kreuzscheibenkupplung sind zwei Nuten gegeneinander um 90° versetzt angeordnet. In den Nuten gleitet jeweils eine Gleitfeder, um eventuell vorhandene Querverlagerungen, d. h. geringe parallele Versetzungen der beiden Wellenenden zueinander, auszugleichen. Bei den bekannten Ausführungen ist die Schmierung an den Kontaktstellen zwischen Nut und Feder nicht immer optimal. Selbst wenn sich die Kupplungseinheit in einem Ölbad befindet, wird der Zutritt des Schmiermittels im Betrieb durch die Wirkung der Zentrifugalkraft erschwert.

Aus der US 2 513 684, der US 2 131 414 und der US 2 110 844 sind verschiedene Kupplungen mit Schmiermittelreservoirs bekannt. Darüber hinaus ist aus der DE 85 16 443 U1 eine Kupplung mit zwei Kupplungsscheiben bekannt, an deren Außenumfang ein rohrförmiges Teil aufgeschoben ist. Schließlich ist aus der GB 2 103 302 A eine Kurbelwellenlagerung bekannt, bei der eine Schaufel zur Förderung von Schmiermittel verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schmierung an den Kontaktstellen zwischen Nut und Feder zu verbessern. Gleichzeitig soll die erfindungsgemäße Kreuzscheibenkupplung einfach und kostengünstig herstellbar sein.

Die Aufgabe ist bei einer Kreuzscheibenkupplung zum Verbinden von zwei Wellenenden mittels einer Kreuzscheibe über ein Nut-Feder-System dadurch gelöst, dass in den Stirnseiten der Kreuzscheibe oder der Wellenenden zwei senkrecht zueinander versetzte Radialnuten ausgespart sind, deren seitliche Begrenzungswände jeweils an einem Ende der Nut unterschiedlich lang ausgebildet sind. Die längere der beiden Begrenzungswände einer Nut ragt somit über die andere Begrenzungswand hinaus. Die überstehende Begrenzungswand bildet eine Art Schaufel, die in der Nut enthaltenes Schmiermittel radial nach innen fördert. Diese Ausführungsart der Erfindung liefert eine besonders einfach herzustellende Schmiermittelfördereinrichtung. Die Schmiermittelfördereinrichtung fördert im Betrieb der Kreuzscheibenkupplung Schmiermittel zu den Kontaktstellen zwischen Nut und Feder. Dadurch wird der Verschleiß der Kreuzscheibenkupplung im Betrieb erheblich reduziert.

Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Stirnseiten der Kreuzscheibe oder der Wellenenden zwei senkrecht zueinander versetzte Radialnuten ausgespart sind, deren seitliche Begrenzungswände jeweils an beiden Enden der Nut unterschiedlich lang ausgebildet sind. Diese Ausführungsart liefert den Vorteil, dass, je nachdem welche Begrenzungswand über die andere hinausragt, die Schmiermittelzufuhr in die Nut verdoppelt wird. Wenn sich das längere Ende an ein und derselben Begrenzungswand der Nut befindet, wird eine verbesserte Schmiermittelförderung in beiden Drehrichtungen der Wellen erreicht.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Wellenenden eine Gleitfeder ausgebildet ist, deren Längsausdehnung größer als der Durchmesser der Kreuzscheibe ist. Das hat zur Folge, dass die Gleitfeder radial über die Kreuzsscheibe hinausragt. Das überstehende Ende der Gleitfeder bildet eine Art Schaufel. Wenn sich die beiden Wellen drehen, fördert die Schaufel Schmiermittel in der Nut radial nach innen. Um eine Unwucht im Betrieb der Kreuzscheibenkupplung zu vermeiden, ist es vorzuziehen, dass beide Enden der Gleitfeder gleich weit über die Kreuzscheibe hinausragen.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzscheibe in Umfangsrichtung von einer Federhülse umhüllt ist, in der im Bereich der Nuten mindestens eine Öffnung ausgespart und mindestens eine Schaufel ausgebildet sind. Durch die Öffnungen kann das von der Schaufel geförderte Schmiermittel in der Nut radial nach innen gelangen. Diese Ausführungsart liefert den Vorteil, dass sie auf bereits existierende Kreuzscheibenkupplungen angewendet werden kann. Die Federhülse kann mit relativ geringem Montageaufwand auf die Kreuzscheibe montiert werden.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Nuten ein erstes Teil der Federhülse radial nach innen und ein zweites Teil tangential nach außen gebogen ist. Das radial nach innen gebogene erste Teil der Federhülse dient dazu, die Federhülse in Umfangsrichtung auf der Kreuzscheibe zu fixieren. Das tangential nach außen gebogene zweite Teil bildet eine Schaufel, die im Betrieb Schmiermittel in die Nut fördert.

In der nachfolgenden Beschreibung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung;

Fig. 3 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie III- III in Fig. 4;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung;

Fig. 5 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie V-V in Fig. 6;

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung;

Fig. 7 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung;

Fig. 8 bis 12 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie X-X in Fig. 7 gemäß fünf verschiedenen Varianten der vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung;

Fig. 13 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung dargestellt. In Fig. 2 sieht man zwei Wellenenden 1 und 2, die durch eine Kreuzscheibe 14 miteinander gekoppelt sind. An den Wellenenden 1 und 2 sind Gleitfedern 3 und 4 ausgebildet. Die Gleitfedern 3 und 4 der Wellenenden 1 und 2 sind in Nuten 5 und 6 aufgenommen, die in der Kreuzscheibe 14 ausgenommen sind. Die Nut 6 ist, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, senkrecht zu der Nut 5 angeordnet. Die Nuten 5 und 6 sind von Begrenzungswänden 7, 8 und 9, 10 eingefasst.

In Fig. 1 sieht man, dass die seitlichen Begrenzungswände 7 und 8 der Nut 5 unterschiedlich lang sind. Das hat zur Folge, dass die seitliche Begrenzungswand 7 über die seitliche Begrenzungswand 8 hinausragt. Das überstehende Ende der seitlichen Begrenzungswand 7 der Nut 5 bildet einen Schaufelbereich 11. In ähnlicher Weise bildet der über die seitliche Begrenzungswand 10 hinausragende Bereich der Begrenzungswand 9 einen Schaufelbereich 12. Wenn die durch die Kreuzscheibe 14 miteinander gekoppelten Wellenenden 1 und 2, bezogen auf Fig. 1, gegen den Uhrzeigersinn rotieren, sorgen die Schaufelbereiche 11 und 12 dafür, dass die Kupplung umgebendes Schmiermittel in den Nuten 5 und 6 radial nach innen gefördert wird. Dadurch gelangt das Schmiermittel zu den Kontaktflächen zwischen den Gleitfedern 3 und 4 und den Nuten 5 und 6. Zu diesem Zweck können die Schaufelbereiche 11 und 12 auch leicht gekrümmt ausgebildet sein.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung ähnelt der in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Der Einfachheit halber werden zur Bezeichnung von gleichen Teilen dieselben Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen eingegangen.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist nicht nur ein Ende der Nut mit einem Schaufelbereich ausgestattet, sondern jeweils beide Enden der Nut. Das heißt, im Vergleich zu der vorab beschriebenen Ausführungsform enthält die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Kreuzscheibenkupplung zusätzlich zu dem Schaufelbereich 11 einen Schaufelbereich 31. Durch gestrichelte Linien ist angedeutet, dass die Nut 6 neben dem Schaufelbereich 12 einen Schaufelbereich 32 aufweist. Dabei sind die Schaufelbereiche 11, 31 und 12, 32 jeweils an ein und derselben Begrenzungswand 7 und 9 ausgebildet. Das hat zur Folge, dass die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Kreuzscheibenkupplung in beiden Drehrichtungen eine zusätzliche Förderwirkung liefert. Wenn sich die Kreuzsscheibenkupplung, bezogen auf Fig. 3 in Richtung des Pfeils 27, also entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, entfalten die Schaufelbereiche 11 und 12 ihre Förderwirkung. Wenn sich die Kreuzscheibenkupplung in Richtung des Pfeils 28, also im Uhrzeigersinn, dreht, kommen die Schaufelbereiche 31 und 32 zum Einsatz.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung ist an dem Wellenende 2 eine Gleitfeder 13 ausgebildet, die mit ihren beiden Enden über die Kreuzscheibe 14 hinausragt. Die über den Umfang der Kreuzscheibe 14 hinausragenden Enden der Gleitfeder 13 wirken als Schaufeln, wenn sich die Kreuzscheibenkupplung dreht. Durch einen Doppelpfeil 29 ist in Fig. 5 angedeutet, dass die Förderwirkung dieser Schaufeln in beiden Drehrichtungen zur Entfaltung kommt.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Wellenenden 1 und 2 durch eine Kreuzscheibenkupplung 14 miteinander gekoppelt. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Mantelfläche der Kreuzscheibe 14 mit einer Federhülse 16 umhüllt. An der Federhülse 16 ist im Bereich einer Nut eine Schaufel 22 ausgebildet. Die Schaufel 22 dient dazu, die Kreuzscheibe umgebendes Schmiermittel in die Nut zu fördern. Die Förderwirkung tritt selbstverständlich nur dann auf, wenn sich die dargestellte Kreuzsscheibenkupplung dreht. Die verschiedenen Variationsmöglichkeiten der Federhülse 16 werden im Folgenden anhand der Fig. 8 bis 13 genau erläutert.

In der in Fig. 8 dargestellten Schnittansicht sieht man, dass in der Kreuzscheibe 14 zwei senkrecht zueinander angeordnete Nuten 5 und 6 ausgenommen sind. Die Nut 6 ist gestrichelt dargestellt. An der Federhülse 16 sind zwei Laschen 20 und 21 radial nach innen abgebogen. Die beiden Laschen 20 und 21 befinden sich in Anlage an der seitlichen Begrenzungswand 8 der Nut 5. Auf diese Art und Weise wird die Federhülse 16 in Umfangsrichtung auf der Kreuzscheibe 14 fixiert. Im Bereich der Nut 6 können ähnliche Laschen ausgebildet sein. Zusätzlich zu den Laschen 20 und 21 ist an der Federhülse 16 eine Schaufel 22 ausgebildet. Die Schaufel 22 erstreckt sich tangential von der Federhülse 16 nach außen. Wenn sich die Kreuzscheibe 14 in Richtung des Pfeils 27 dreht, wird Schmiermittel, das die Kreuzscheibe 14 umgibt, in die Nut 5 gefördert. Dadurch wird der Verschleiß der Gleitfeder 3 in der Nut 5 erheblich reduziert.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Variante ist an dem anderen Ende der Nut 5 gegenüber der Schaufel 22 eine weitere Schaufel 23 ausgebildet. Dadurch wird die Förderwirkung erhöht.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Variante sind die Schaufeln 22 und 23 in entgegengesetzter Richtung angeordnet. Das heißt, die Schaufel 22 entfaltet ihre Förderwirkung, wenn sich die Kreuzscheibe 14 in Richtung des Pfeils 27 dreht. Dagegen entfaltet die Schaufel 23 ihre Förderwirkung dann, wenn sich die Kreuzscheibe 14 in Richtung des Pfeils 28 dreht. Diese Variante hat den Vorteil, dass die zusätzliche Förderwirkung in beiden Drehrichtungen zum Tragen kommt.

Bei der in Fig. 11 dargestellten Variante sind, wie bei der in Fig. 9 dargestellten Variante, an beiden Enden der Nut 5 Schaufeln 22 und 23 ausgebildet. Darüber hinaus sind an der Federhülse 16 an den Enden der Nut 6 zusätzlich Schaufeln 24 und 25 ausgebildet. Die Schaufeln 24 und 25 weisen die gleiche Orientierung auf wie die Schaufeln 22 und 23. Das heißt, die Schaufeln 22 bis 25 an der Federhülse 16 entfalten ihre Förderwirkung, wenn sich die Kreuzscheibe 14 in Richtung des Pfeils 27 dreht.

Bei der in Fig. 12 dargestellten Variante sind die Schaufeln 22 und 25 so ausgerichtet, dass sie Schmiermittel in die Nuten 5 und 6 fördern, wenn sich die Kreuzscheibe in Richtung des Pfeils 27 dreht. Die Schaufeln 23 und 24 sind entgegengesetzt ausgerichtet. Das heißt, die Schaufeln 23 und 24 fördern dann, wenn sich die Kreuzscheibe 14 in Richtung des Pfeils 28 dreht.

Die in Fig. 13 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kreuzscheibenkupplung unterscheidet sich von der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass die Ausdehnung der Schaufel 22 in axialer Richtung etwa das Doppelte beträgt. Daraus ergibt sich eine größere Aufprallfläche für das Schmiermittel im Betrieb der Kreuzscheibenkupplung.

Claims (5)

1. Kreuzscheibenkupplung zum Verbinden von zwei Wellenenden (1, 2) mittels einer Kreuzscheibe (14) über ein Nut- Federsystem, wobei in den Stirnseiten der Kreuzscheibe (14) oder der Wellenenden (1, 2) zwei senkrecht zueinander versetzte Radialnuten (5, 6) ausgespart sind, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungswände (7, 8; 9, 10) der Radialnuten (5, 6) zur Schmiermittelförderung jeweils an einem Ende der Nut unterschiedlich lang ausgebildet sind.

2. Kreuzscheibenkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungswände (7, 8; 9, 10) der Radialnuten (5, 6) zur Schmiermittelförderung jeweils an beiden Enden der Nut unterschiedlich lang ausgebildet sind.

3. Kreuzscheibenkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Wellenenden (1, 2) zur Schmiermittelförderung eine Gleitfeder (13) ausgebildet ist, deren Längsausdehnung größer als der Durchmesser der Kreuzscheibe (14) ist.

4. Kreuzscheibenkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzscheibe (14) zur Schmiermittelförderung in Umfangsrichtung von einer Federhülse (16) umhüllt ist, in der im Bereich der Nuten (5, 6) mindestens eine Öffnung ausgespart und mindestens eine Schaufel (22 bis 25) ausgebildet sind.

5. Kreuzscheibenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Nuten (5, 6) ein erstes Teil (20, 21) der Federhülse (16) radial nach innen und ein zweites Teil (22 bis 25) tangential nach außen gebogen ist.