DE202007014532U1

DE202007014532U1 - Kupplungsteil aus einem metallischen Scheibenkörper und einer im Spritzgußverfahren angebrachten Kunststoffnabe

Info

Publication number: DE202007014532U1
Application number: DE200720014532
Authority: DE
Original assignee: KTR Kupplungstechnik GmbH
Current assignee: KTR SYSTEMS GMBH, DE
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2017-10-18

Abstract

Kupplungsteil aus wenigstens einem Kontaktflächen aufweisenden metallischen Scheibenkörper und wenigstens einer an die Kontaktflächen des Scheibenkörpers angespritzten Kunststoffnabe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen Aufsitzflächen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) ausbilden, welche der Rotationsachse des Scheibenkörpers (3) abgekehrt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsteil aus wenigstens einem Kontaktflächen aufweisenden metallischen Scheibenkörper und wenigstens einer an die Kontaktflächen des Scheibenkörpers angespritzten Kunststoffnabe.
Derartige Kupplungsteile dienen insbesondere der Drehmomentübertragung zwischen Verbrennungskraftmaschinen und Arbeitsmaschinen. Da die Maßstabilität eines einteilig aus Kunststoff hergestellten Kupplungsteils, bedingt durch äußere Einflüsse, nachteiligen Materialverformungen unterliegt und ausschließlich aus metallischen Werkstoffen hergestellte Kupplungsteile einen nachteilig hohen Wartungsaufwand erfordern, haben sich sogenannte Kontaktpaarungen durchgesetzt, bei denen die mechanisch belastete Nabe aus Kunststoff und der als maßhaltiges Anschlußteil fungierende Scheibenkörper aus einem Metall ausgebildet ist. Der Nachteil dieser Kontaktpaarungen besteht jedoch darin, daß die im Spritzgußverfahren angebrachte Kunststoffnabe während ihrer Erstarrung einen Schrumpfungsprozeß durchläuft, mit welchem die Maßstabilität herabgesetzt, und folglich auch die Zentrizität des Kupplungsteiles sowie eine dauerhaft spielfreie Verbindung zwischen Nabe und Scheibenkörper beeinträchtigt ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsteil der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, dessen Maßstabilität maßgeblich verbessert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Kupplungsteil mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Kupplungsteil zeichnet sich dadurch aus, daß die Kontaktflächen Aufsitzflächen ausbilden, welche der Rotationsachse des Scheibenkörpers abgekehrt sind. Die Aufsitzflächen verhindern vorteilhaft die Spielbildung, so daß der bei der Erstarrung der Kunststoffnabe erfolgende Schrumpfungsprozeß lediglich bewirkt, daß sich die Kunststoffnabe und der Scheibenkörper unter Aufbau von Materialspannungen ineinander verkrallen. Eine spätere Nachschrumpfung der Kunststoffnabe wird ebenfalls völlig spielfrei durch den Aufbau von Materialspannungen ausgeglichen. Der Scheibenkörper ist vorzugsweise aus einem Stahl gefertigt. Eine Ausbildung des Scheibenkörpers aus Gußeisen oder Nichteisenmetallen liegt jedoch im Rahmen der Erfindung.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung sind die Aufsitzflächen in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers koaxial ausgerichteten Formation angeordnet. Die koaxiale Anordnung gewährleistet maßgeblich die Zentrizität des erfindungsgemäßen Kupplungsteils. Der einzelne Flächenabschnitt kann planflächig oder beliebig gekrümmt ausgebildet sein, lediglich die von der Summe aller Aufsitzflächen gebildete Formation weist die zur Rotationsachse des Scheibenkörpers koaxiale Anordnung auf.
Vorzugsweise sind die einzelnen Aufsitzflächen beabstandet zueinander angeordnet. Die Abstände können im Rahmen der koaxialen Anordnung sowohl regelmäßig als auch alternierend unregelmäßig sein. Eine Alternative besteht darin, die Aufsitzflächen zu einer geschlossenen Mantelfläche miteinander zu verbinden. Eine solche Mantelfläche weist beispielsweise zylindrische, quadratische oder sternförmige Querschnitte auf.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung liegen die Aufsitzflächen in den Leibungen von im Scheibenkörper angeordneten Durchbrüchen. Die Durchbräche sind beispielsweise als Bohrlöcher, Ausstanzungen oder Ausfräsungen ausgebildet und können jede beliebige Gestalt aufweisen. Die Aufsitzflächen werden dabei durch diejenigen Teilflächen der Leibungen ausgebildet, welche der Rotationsachse des Scheibenkörpers abgekehrt sind. Bei einem kreisförmigen Durchbruch liegt der als Aufsitzfläche fungierende Flächenanteil, bezogen auf die gesamte Leibungsfläche des Durchbruches, bei knapp 50%.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung liegen die Aufsitzflächen an am Scheibenkörper angeordneten Fortsätzen. Die Fortsätze sind beispielsweise als Laschen, Zähne oder Verdickungen ausgebildet und können ebenfalls jede beliebige Gestalt aufweisen. Die Aufsitzflächen werden dabei durch diejenigen Teilflächen der Fortsätze ausgebildet, die der Rotationsachse des Scheibenkörpers abgekehrt sind.
Damit die Fortsätze jeweils eine der Rotationsachse des Scheibenkörpers abgekehrte Aufsitzfläche ausbilden können, weisen die Fortsätze jeweils wenigstens eine wenigstens in der Radialebene des Scheibenkörpers wirkende Querschnittsänderung auf. Mit der Querschnittsänderung sind die Fortsätze an ihrem der Rotationsachse zugekehrten freien Ende beispielsweise schwalbenschwanzartig, tropfen-, oder trapezförmig erweitert.
Eine Alternative zur Querschnittsänderung besteht darin, die Fortsätze wechselseitig aus der Radialebene des Scheibenkörpers herauszubiegen. Bei jedem Fortsatz bildet somit jeweils nur eine Flanke eine der Rotationsachse abgekehrte Aufsitzfläche aus. Selbstverständlich können die Fortsätze auch auf andere Weise aus der Radialebene des Scheibenkörpers herausstehen. Das Herausbiegen stellt lediglich eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kupplungsteiles dar.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Kunststoffnabe wenigstens eine Innenverzahnung auf. Die Innenverzahnung ist vorzugsweise als Geradverzahnung ausgebildet, in welche ein weiteres Kupplungsteil mit einer äußeren Bogenverzahnung axial eingeführt wird. Auf diese Weise hat das erfindungsgemäße Kupplungsteil neben der Funktion der Drehmomentenübertragung auch die Funktion eines radialen, winkligen sowie axialen Ausgleichs zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, die Kunststoffnabe mit einer oder mehreren Federnuten oder anderen Kraftübertragungsmitteln auszurüsten.
Die Kunststoffnabe ist vorzugsweise als Spritzgußteil ausgebildet. Grundsätzlich ist es jedoch ebenso denkbar, die Kunststoffnabe mittels anderer Gießverfahren mit dem Scheibenkörper zu verbinden.
Um die Bauteilfestigkeit der Kunststoffnabe zu verbessern, ist es von besonderem Vorteil, die Kunststoffnabe mit einer Glas- oder Kohlefaserverstärkung zu versehen. Auch eine Verstärkung mittels metallischer Bewehrungen ist grundsätzlich möglich.
Eigenständiger Schutz wird für eine Zahnkupplung mit wenigstens einem inneren Kupplungsteil und einem erfindungsgemäßen äußeren Kupplungsteil beansprucht, wobei die Kunststoffnabe des Kupplungsteils wenigstens eine mit einer Außenverzahnung des inneren Kupplungsteils korrespondierende Innenverzahnung aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Zahnkupplung;
2–8: perspektivische Ansichten erfindungsgemäßer Kupplungsteile in sechs verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Zahnkupplung gemäß 1.
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Zahnkupplung mit einem inneren Kupplungsteil 1 und einem erfindungsgemäßen äußeren Kupplungsteil 2, welches aus einem metallischen Scheibenkörper 3 und einer an den Scheibenkörper 3 angegossenen Kunststoffnabe 4 zusammengesetzt ist. Die Kunststoffnabe 4 weist eine als Gradverzahnung ausgebildete Innenverzahnung 5 auf, welche mit einer als Bogenverzahnung ausgebildeten Außenverzahnung 6 des inneren Kupplungsteils 1 korrespondiert. Eine Klemmschraube 7 sowie ein Sicherungsring 8 dienen dem Festsetzen des inneren Kupplungsteils 1 auf einer nicht dargestellten Zahnwelle. Zur Drehmomentübertragung weist der äußere Bereich 9 des Felgenkörpers 3 mehrere Bohrlöcher 10 auf.
Die 2 bis 7 zeigen metallische Scheibenkörper 3 in sechs verschiedenen Ausführungsbeispielen für eine Zahnkupplung gemäß 1. In 2 weist der Scheibenkörper 3 nabenseitig mehrere über seinen Umfang verteilt angeordnete Fortsätze 11 auf, welche jeweils eine der Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 abgekehrte Aufsitzfläche 12 aufweisen. Die Aufsitzflächen 12 sind in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 koaxial ausgerichteten Formation angeordnet. Die laschenartig ausgebildeten Fortsätze 11 sind wechselseitig aus der Radialebene des Scheibenkörpers 3 herausgebogen.
In der 3 weist der Scheibenkörper 3 eine Vielzahl über seinen Umfang verteilt angeordnete Fortsätze 13 auf, welche ebenfalls jeweils eine der Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 abgekehrte Aufsitzfläche 14 aufweisen. Die Aufsitzflächen 14 sind in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 koaxial ausgerichteten Formation angeordnet. In der 3 sind die zahnartig ausgebildeten Fortsätze 13 ebenfalls wechselseitig aus der Radialebene des Scheibenkörpers 3 herausgebogen.
In der 4 weist der Scheibenkörper 3 mehrere über seinen Umfang verteilt angeordnete Durchbrüche 15 auf, welche jeweils zwei der Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 abgekehrte Aufsitzflächen 16 aufweisen. Die Aufsitzflächen 16 sind in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 koaxial ausgerichteten Formation angeordnet und liegen in den Leibungen der Durchbrüche 15.
In der 5 weist der Scheibenkörper 3 eine Vielzahl über seinen Umfang verteilt angeordnete Fortsätze 17 auf, welche jeweils zwei der Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 abgekehrte Aufsitzflächen 18 aufweisen. Die Aufsitzflächen 18 sind in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 koaxial ausgerichteten Formation angeordnet und liegen in der Leibung des Scheibenkörpers 3. Die schwalbenschwanzartig ausgebildeten Fortsätze 17 weisen eine in der Radialebene des Scheibenkörpers 3 wirkende Querschnittsänderung auf, so daß ein Herausbiegen der Fortsätze 17 aus der Radialebene des Scheibenkörpers 3 nicht erforderlich ist.
In der 6 weist der Scheibenkörper 3 mehrere über seinen Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Durchbrüche 19 auf, welche jeweils eine der Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 abgekehrte Aufsitzfläche 20 aufweisen. Die Aufsitzflächen 20 sind in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 koaxial aus gerichteten Formation angeordnet und liegen in den Leibungen der im Scheibenkörper 3 angeordneten Durchbrüche 19.
In der 7 weist der Scheibenkörper 3 mehrere über seinen Umfang verteilt angeordnete Durchbrüche 21 auf, welche jeweils eine der Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 abgekehrte Aufsitzfläche 22 aufweisen. Die Aufsitzflächen 22 sind in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 koaxial ausgerichteten Formation angeordnet und liegen in den Leibungen der kreisrunden Durchbrüche 21.
In der 8 weist der Scheibenkörper 3 eine Vielzahl über seinen Umfang verteilt angeordnete Fortsätze 23 auf, welche jeweils zwei der Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 abgekehrte Aufsitzflächen 24 aufweisen. Die Aufsitzflächen 24 sind in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers 3 koaxial ausgerichteten Formation angeordnet und liegen in der Leibung des Scheibenkörpers 3. Die mit besonderem Vorteil trapezförmig ausgebildeten Fortsätze 23 weisen eine in der Radialebene des Scheibenkörpers 3 wirkende Querschnittsänderung auf, so daß ein Herausbiegen der Fortsätze 23 aus der Radialebene des Scheibenkörpers 3 ebenfalls nicht erforderlich ist.

Claims

Kupplungsteil aus wenigstens einem Kontaktflächen aufweisenden metallischen Scheibenkörper und wenigstens einer an die Kontaktflächen des Scheibenkörpers angespritzten Kunststoffnabe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen Aufsitzflächen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) ausbilden, welche der Rotationsachse des Scheibenkörpers (3) abgekehrt sind.
Kupplungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsitzflächen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) in einer zur Rotationsachse des Scheibenkörpers (3) koaxial ausgerichteten Formation angeordnet sind.
Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsitzflächen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) beabstandet zueinander angeordnet sind.
Kupplungsteil nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsitzflächen (16, 20, 22) in den Leibungen von im Scheibenkörper (3) angeordneten Durchbrüchen (15, 19, 21) liegen.
Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsitzflächen (12, 14, 18, 24) an am Scheibenkörper (3) angeordneten Fortsätzen (11, 13, 17, 23) liegen.
Kupplungsteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (11, 13, 17, 23) jeweils wenigstens eine in der Radialebene des Scheibenkörpers (3) wirkende Querschnittsänderung aufweisen.
Kupplungsteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (11, 13) wechselseitig aus der Radialebene des Scheibenkörpers (3) herausgebogen sind.
Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffnabe (4) wenigstens eine Innenverzahnung (5) aufweist.
Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffnabe (4) als Spritzgußteil ausgebildet ist.
Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffnabe (4) eine Glas- oder Kohlefaserverstärkung aufweist.
Zahnkupplung mit wenigstens einem inneren Kupplungsteil (1) und wenigstens einem äußeren Kupplungsteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dessen Kunststoffnabe (4) wenigstens eine mit einer Außenverzahnung des inneren Kupplungsteils (1) korrespondierende Innenverzahnung (5) aufweist.