DE202008005907U1

DE202008005907U1 - Kupplung

Info

Publication number: DE202008005907U1
Application number: DE200820005907
Authority: DE
Original assignee: Asturia Automotive Systems AG
Current assignee: Asturia Automotive Systems AG
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: DE102009018721A1

Abstract

Kupplung mit einem Ausgleich eines axialen und/oder radialen und/oder Winkelversatzes zwischen einer ersten Kupplungshälfte, die eine erste Drehachse aufweist und einer zweiten Kupplungshälfte, die eine zweite Drehachse aufweist, wobei die erste Drehachse und die zweite Drehachse um einen Drehachsenversatz (a_D) zueinander exzentrisch/versetzt angeordnet/montiert sind und die erste Kupplungshälfte mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen mit einem Innendurchmesser (di) und die zweite Kupplungshälfte mehrere über den Umfang verteilte Mitnehmer mit einem Außendurchmesser (DA) aufweist, die in die Ausnehmungen eingreifen, wobei der Außendurchmesser (DA) der Mitnehmer kleiner ist als der Innendurchmesser (di) der Ausnehmungen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit einem Ausgleich eines axialen und/oder radialen und/oder Winkelversatzes zwischen zwei Kupplungshälften.
In DE 42 16 743 C1 wird eine Kupplung beschrieben, die einen Radialversatz zwischen zwei Kupplungshälften zulässt. Diese enthält drei konzentrisch aufeinander gelagerte ringförmige Kupplungszwischenglieder mit radialen Armen. Jedes Kupplungszwischenglied ist über einen Lenker und einem radialen Arm mit der einen Kupplungshälfte und mit einem anderen Lenker und einem anderen radialen Arm mit der anderen Kupplungshälfte verbunden. Die Kupplungshälften weisen axiale Ansätze mit Ausnehmungen auf, in denen Gummilager sitzen. Die Lenker weisen Zapfenkörper auf, die in den Gummilagern gelagert sind. Die Kupplungszwischenglieder sind über Schultern und Ringflächen gegeneinander abgestützt.
Eine Kupplung für zwei Rotationskörper, wie beispielsweise Wellen, wird in DE 42 20 049 A1 beschrieben, mit der jeglicher Versatz ausgeglichen werden soll. Mittels einer Membran, welche einerseits mit der einen und andererseits mit der anderen Welle verbunden ist, sollen in die Membran Linien eingeformt sein, welche jede radiale Verbindung zwischen einem Außenrand und einem Innenrand der Membran unterbrechen, wodurch federnde Bereiche gebildet werden, welche sich wieder zurückformen und die Versätze auffangen.
Die vorgenannten Lösungen sind konstruktiv und fertigungstechnisch aufwändig gestaltet, können nur geringe Achsversatztoleranzen ausgleichen und arbeiten mit relativ hohen Verlusten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplung mit einem Ausgleich eines axialen und/oder radialen und/oder Winkelversatzes zwischen zwei Kupplungshälften zu entwickeln, die einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist, sehr hohe Achs- und Winkelversatztoleranzen ausgleicht, nahezu reibungsfrei arbeitet und einen hohen Wirkungsgrad gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Kupplung zum Ausgleich eines axialen und/oder radialen und/oder Winkelversatzes zwischen einer ersten Kupplungshälfte, die eine erste Drehachse aufweist und einer zweiten Kupplungshälfte, die eine zweite Drehachse aufweist, sind die erste Drehachse und die zweite Drehachse um einen Drehachsenversatz zueinander versetzt angeordnet/montiert und die erste Kupplungshälfte weist mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen mit einem Innendurchmesser und die zweite Kupplungshälfte mehrere über den Umfang verteilte Mitnehmer mit einem Außendurchmesser auf, in die die Mitnehmer eingreifen, wobei der Außendurchmesser der Mitnehmer kleiner ist als der Innendurchmesser der Ausnehmungen.
Alternativ kann die Kupplung mehrere über den Umfang auf einem ersten Teilkreis verteilte Mitnehmer mit einem Außendurchmesser an der zweiten Kupplungshälfte aufweisen und die erste Kupplungshälfte mit mehreren über den Umfang auf einem zweiten Teilkreis verteilten Ausnehmungen versehen sein, in die die Mitnehmer eingreifen, wobei die Mittelpunkte der beiden Teilkreise um einen radialen Mittenversatz zueinander exzentrisch/versetzt angeordnet sind und auch hier der Außendurchmesser der Mitnehmer kleiner ist als der Innendurchmesser der Ausnehmungen.
Bei einer Drehbewegung der ersten Kupplungshälfte in Abhängigkeit vom Versatz zur zweiten Kupplungshälfte stehen ein, mehrere oder alle Mitnehmer mit den Ausnehmungen der zweiten Kupplungshälfte in Wirkverbindung und übertragen die Drehbewegung auf diese.
Der Innendurchmesser der Ausnehmungen beträgt im Wesentlichen das Zweifache des Drehachsenversatzes oder des Mittenversatzes zuzüglich des Außendurchmessers des Mitnehmers. Bedarfsweise kann der Innendurchmesser der Ausnehmungen auch etwas größer gewählt werden.
Die Mitnehmer der zweiten Kupplungshälfte können in den Ausnehmungen der ersten Kupplungshälfte bevorzugt weitestgehend reibungsarm abwälzen. Die Ausnehmungen werden z. B. dabei von dem Innendurchmesser eines Innenringes eines Kugellagers gebildet, an denen sich die im Eingriff befindlichen Mitnehmer abstützen und so das erforderliche Drehmoment übertragen. Die Innenringe der Kugellager können dabei rotieren, wodurch kein Reibungsverschleiß auftritt.
Alternativ können auch die Mitnehmer in Form eines Kugellagers ausgebildet sein, die dann am Innendurchmesser einer Ausnehmung in der ersten Kupplungshälfte angreifen und an dieser abwälzen.
Bevorzugt sind die Mitnehmer auf einer Gummihülse gelagert.
Es ist möglich, die Mitnehmer in Form von Hülsen auszubilden, die auf den Gummihülsen sitzen, wobei die Gummihülsen wiederum auf mit der zweiten Kupplungshälfte befestigten Bolzen angeordnet sind.
Die erste Kupplungshälfte bildet bevorzugt den Abtriebsflansch und die zweite Kupplungshälfte den Antriebsflansch der Kupplung.
Die Mitnehmer sitzen insbesondere axialbeweglich in den Ausnehmungen.
Durch die erfindungsgemäße Kupplung, die einen äußerst einfachen konstruktiven Aufbau mit wenig Bauelementen aufweist, können radialer Versatz, axialer Versatz und auch Winkelversatz zwischen den beiden Kupplungsteilen nahezu reibungsfrei ausgeglichen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: Vorderansicht der Kupplung aus Richtung des Antriebsflansches,
2: dreidimensionale Darstellung eines in eine Ausnehmung eingreifenden Mitnehmers.
Gem. 1 ist eine erfindungsgemäße Kupplung in der Vorderansicht aus Richtung des Antriebsflansches 1 (erste Kupplungshälfte) dargestellt. Der Antriebsflansch 1 besitzt eine erste Drehachse A1 und weist hier insgesamt 8 Ausnehmungen 2 mit einem Innendurchmesser di auf, wobei jede Ausnehmung 2 an einem Innenring 3.1 eines Kugellagers 3 ausgebildet ist. Das Kugellager 3 sitzt jeweils mit seinem Außenring 3.2 in einer Bohrung 4 des Antriebsflansches 1. Die Kugellager 3 und somit die Ausnehmungen 2 liegen alle auf einem gemeinsamen ersten Teilkreis T1 mit einem ersten Mittelpunkt M1, der hier auf der ersten Drehachse A1 liegt. Innen am Antriebsflansch 1 sind Befestigungspositionen 5 zum Befestigen einer nicht dargestellten Antriebswelle vorgesehen.
Der Antriebsflansch 1 ist um die erste Drehachse A1 mittels der nicht dargestellten Antriebswelle antreibbar.
Hinter dem Antriebsflansch 1 (erste Kupplungshälfte) sitzt in einem Abstand, der eine axiale Relativbewegung zulässt, der Abtriebsflansch 10 (zweite Kupplungshälfte). Der Antriebsflansch 10 ist um eine zweite Drehachse A2 drehbar und weist eine der Anzahl der Ausnehmungen 2 entsprechende Anzahl (hier acht) von Mitnehmern 12 mit einem Außendurchmesser DA auf. Die Mitnehmer 12 sitzen auf einem zweiten gemeinsamen Teilkreis T2 mit einem zweiten Mittelpunkt M2, der auf der zweiten Drehachse A2 liegt.
Die erste Drehachse A1 ist zur zweiten Drehachse A2 um einen Drehachsenversatz a_D exzentrisch montiert, so dass in alle Richtungen ein zusätzlicher radialer Versatz zwischen Antriebsflansch 1 und Abtriebsflansch 10 auftreten kann und dieser ausgeglichen wird. Da hier der erste Mittelpunkt M1 auf der ersten Drehachse A1 und der zweite Mittelpunkt M2 auf der zweiten Drehachse A2 liegt, entspricht der radiale Mittenversatz a_T der beiden Teilkreise T1, T2 dem Drehachsenversatz a_D.
Der Innendurchmesser di jeder Ausnehmung 2 ist größer als der Außendurchmesser DA der Mitnehmer 10. Im dargestellten Beispiel entspricht di = DA + 2a_D = DA + 2a_T.
Die dreidimensionale Darstellung eines in eine Ausnehmung 2 eingreifenden Mitnehmers 12 wird in 2 gezeigt.
Jeder Mitnehmer 12 weist an seinem Außenumfang eine Hülse 13 auf, die auf einer Gummihülse 14 sitzt, wobei die Gummihülse 14 wiederum auf mit dem Abtriebsflansch 10 verbundenen Bolzen 15 angeordnet ist.
Bei einer Drehbewegung des Antriebsflansches 1 legen sich je nach der Größe des Versatzes a_D bzw. a_T (s. 1) nur einige oder alle Ausnehmungen 2 mit ihrem Innendurchmesser di (hier Innendurchmesser di eines Innenringes 3.1 eines Kugellagers 3) an den Außendurchmesser DA der Mitnehmer 12 an und übertragen auf diese ein Drehmoment, so dass der Abtriebsflansch 10 ebenfalls rotiert. Dabei rotiert der Innenring 3.1 des Kugellagers 3, so dass eine reibungsarme Kraftübertragung gewährleistet wird.
Wird der Versatz a_D bzw. a_T kleiner (siehe 1), so stehen immer mehr Ausnehmungen 1 des Antriebsflansches 1 mit den Mitnehmern 12 in Wirkverbindung und treiben dadurch den Abtriebsflansch 10 an. Bei einem Versatz a_D und a_T = 0 stehen alle Mitnehmer 12 mit den Innendurchmessern di der Ausnehmungen 2 in Wirkverbindung.
Somit kann auf einfache Weise ein Radialausgleich zwischen den beiden Kupplungshälften erfolgen.
Aus 2a ist ersichtlich, dass die Mitnehmer 12 axial frei in den Ausnehmungen bewegbar sind, wodurch in Verbindung mit der Beabstandung der Kupplungshälften ebenfalls ein Axialausgleich zwischen Antriebsflansch 1 und Abtriebsflansch 10 realisiert werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kupplung kann ebenfalls ein Winkelversatz zwischen den Kupplungshälften ausgeglichen werden, was durch eine elastische Lagerung der Mitnehmer begünstigt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4216743 C1 [0002]
- DE 4220049 A1 [0003]

Claims

Kupplung mit einem Ausgleich eines axialen und/oder radialen und/oder Winkelversatzes zwischen einer ersten Kupplungshälfte, die eine erste Drehachse aufweist und einer zweiten Kupplungshälfte, die eine zweite Drehachse aufweist, wobei die erste Drehachse und die zweite Drehachse um einen Drehachsenversatz (a_D) zueinander exzentrisch/versetzt angeordnet/montiert sind und die erste Kupplungshälfte mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen mit einem Innendurchmesser (di) und die zweite Kupplungshälfte mehrere über den Umfang verteilte Mitnehmer mit einem Außendurchmesser (DA) aufweist, die in die Ausnehmungen eingreifen, wobei der Außendurchmesser (DA) der Mitnehmer kleiner ist als der Innendurchmesser (di) der Ausnehmungen.
Kupplung mit einem Ausgleich eines axialen und/oder radialen und/oder Winkelversatzes zwischen einer ersten Kupplungshälfte, die eine erste Drehachse aufweist und einer zweiten Kupplungshälfte, die eine zweite Drehachse aufweist und die erste Kupplungshälfte mehrere über den Umfang auf einem ersten Teilkreis verteilte Ausnehmungen mit einem Innendurchmesser (di) und die zweite Kupplungshälfte mehrere über den Umfang auf einem zweiten Teilkreis verteilte Mitnehmer mit einem Außendurchmesser (DA) aufweist, die in die Ausnehmungen eingreifen, wobei die Mittelpunkte der beiden Teilkreise um einen radialen Mittenversatz (a_T) zueinander exzentrisch/versetzt angeordnet sind und der Außendurchmesser (DA) der Mitnehmer kleiner ist als der Innendurchmesser (di) der Ausnehmungen.
Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehbewegung der ersten Kupplungshälfte in Abhängigkeit vom Drehachsenversatz (a_D) und/oder vom radialen Mittenversatz (a_T) zur zweiten Kupplungshälfte ein, mehrere oder alle Mitnehmer mit den Ausnehmungen der zweiten Kupplungshälfte in Wirkverbindung stehen und die Drehbewegung auf diese übertragen.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen di ≥ DA + 2a_D oder di ≥ DA + 2a_T ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer in den Ausnehmungen abwälzen.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen durch den Innendurchmesser eines Innenringes eines Kugellagers gebildet werden, in den die Mitnehmer eingreifen.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer drehbeweglich gelagert sind.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer in Form eines Kugellagers ausgebildet sind.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer auf einer Gummihülse gelagert sind.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer in Form von Hülsen ausgebildet sind, die auf den Gummihülsen sitzen, wobei die Gummihülsen auf mit der zweiten Kupplungshälfte befestigten Bolzen angeordnet sind.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungshälfte ein Antriebsflansch und die zweite Kupplungshälfte ein Abtriebsflansch ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer axialbeweglich in den Ausnehmungen sitzen.