DE202013008117U1 - Elastischer Gelenkkörper - Google Patents

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Abstract

Elastischer Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit
– einer Mehrzahl von Buchsen (14),
– wenigstens einem Primärfadenpaket (22),
– einer zur axialen Führung des wenigstens Primärfadenpakets (22) auf wenigstens einer Buchse (14) angeordneten Stützeinrichtung (20), und
– einer elastischen Ummantelung (12), in die das wenigstens eine Primärfadenpaket (22), die wenigstens eine Stützeinrichtung (20) und die Mehrzahl von Buchsen (14) zumindest teilweise eingebettet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Primärfadenpaket (22) zwei benachbarte Buchsen (14) zur Bildung eine Buchsenpaares (141, 142) umschlingt, wobei benachbarte von einem Primärfadenpaket (22) umschlungene Buchsenpaare (141, 142) über wenigstens ein Sekundärschlingenpaket (24) miteinander verbunden sind, das gesondert an der wenigstens einen Stützeinrichtung (20) befestigt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen elastischen Gelenkkörper für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte. Der elastische Gelenkkörper weist eine Mehrzahl von Buchsen, wenigstens ein Primärfadenpaket, eine zur axialen Führung des wenigstens einen Primärfadenpakets auf wenigstens einer Buchse angeordnete Stützeinrichtung und eine elastische Ummantelung auf, in die das wenigstens eine Primärfadenpaket, die wenigstens eine Stützeinrichtung und die Mehrzahl von Buchsen zumindest teilweise eingebettet sind.
  • Derartige elastische Gelenkkörper sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer Gelenkscheibe, wie sie etwa in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, um zwei Wellenabschnitte drehmomentübertragend zu verbinden. Derartige Gelenkscheiben bzw. Gelenkkörper haben den Vorteil, dass sie bei guten Drehmomentübertragungseigenschaften und langer Lebensdauer kardanische Bewegungen der beiden Wellenabschnitte zueinander und bis zu einem bestimmten Ausmaß auch einen Achsversatz zwischen den Wellenabschnitten unter Dämpfung von Drehschwingungen wirksam ausgleichen können.
  • Das Dokument DE 10 2008 047 596 A1 offenbart eine derartige aus dem Stand der Technik bekannte Gelenkscheibe, die eine Mehrzahl von Buchsen umfasst, die in Umfangsrichtung in vorbestimmten Winkelabständen bezüglich einer Mittelachse M des Gelenkkörpers angeordnet sind. Bei dieser Gelenkscheibe ist eine Mehrzahl von Schlingenpaketen vorgesehen, wobei jedes Schlingenpaket jeweils zwei benachbarte Buchsen umschlingt und jede Buchse von wenigstens zwei Schlingenpaketen umschlungen wird, von denen das eine im Fall einer Drehmomentübertragung über die Wellenabschnitte auf Zug und das andere auf Schub belastbar ist. Zur axialen Führung der Mehrzahl der Schlingenpakete ist an einer Buchse eine Stützeinrichtung angeordnet. Die Schlingenpakete, die Stützeinrichtungen und die Buchsen sind in eine gummielastische Ummantelung eingebettet.
  • Ferner sind Gelenkkörper der in dem Dokument DE 10 2011 013 332 A1 offenbarten Art aus dem Stand der Technik bekannt. Der in diesem Dokument beschriebene Gelenkkörper umfasst ein Schlingenpaket, das jeweils ein Buchsenpaar aus zwei benachbarten Buchsen umschlingt. Zur Führung des Schlingenpakets auf wenigstens einer Buchse ist wenigstens eine Stützeinrichtung angeordnet. Benachbarte Buchsen werden zusätzlich kraftübertragend über ein Zusatzschlingenpaket miteinander verbunden.
  • Wenngleich die bekannten Gelenkscheiben bzw. Gelenkkörper hinsichtlich ihrer Lebensdauer und der maximal im Dauerbetrieb übertragbaren Drehmomente schon weitreichend optimiert wurden, besteht weiterer Bedarf an einer Verringerung des für derartige Gelenkkörper benötigten Bauraums bei zumindest gleichbleibenden maximal übertragbaren Drehmomenten. Gerade bei Kraftfahrzeugantriebssträngen steht nur sehr wenig Bauraum zur Verfügung, um beispielsweise die Getriebeausgangswelle mit einem weiteren Wellenabschnitt des Antriebsstrangs zu verbinden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gelenkkörper der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, der bei verringertem Bauraumbedarf höhere Drehmomente übertragen kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen elastischen Gelenkkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung kommen in den beigefügten abhängigen Ansprüchen zum Ausdruck.
  • Bei dem elastischen Gelenkkörper gemäß der Erfindung umschlingt das wenigstens eine Primärfadenpaket zwei benachbarte Buchsen zur Bildung eines Buchsenpaares. Die benachbarten von einem Primärfadenpaket umschlungenen Buchsenpaare werden über wenigstens ein Sekundärfadenpaket miteinander verbunden, das gesondert an der wenigstens einen Stützeinrichtung befestigt ist.
  • Ein Primärfadenpaket umschlingt, wie voranstehend ausgeführt, zwei benachbarte Buchsen, um ein Buchsenpaar zu bilden. Unter einem Sekundärfadenpaket ist in diesem Zusammenhang ein Fadenpaket zu verstehen, das sich zwischen den Stützeinrichtungen zweier benachbarter Buchsenpaare bzw. Buchsen erstreckt, jedoch die Buchsen nicht umschlingt, d. h. ein Sekundärfadenpaket erstreckt sich vollständig in einem Bereich zwischen den Buchsen.
  • Ein Fadenpaket wird aus einer Mehrzahl von Wicklungen eines endlosen Fadens oder mehrerer Fäden gebildet. Ein Fadenpaket kann laschenförmig ausgebildet sein.
  • Die elastische Ummantelung kann aus einem Gummi, einem Elastomer, einem thermoplastischen Elastomer oder einem Silikon gebildet werden.
  • Der Gelenkkörper gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt aufgrund der Verbindung der von einem Primärfadenpaket umschlungenen Buchsenpaare über ein an den Stützeinrichtungen befestigtes Sekundärfadenpaket weniger Bauraum. Dies gilt insbesondere für den Bauraum in axialer Richtung der Buchsen. Da der erfindungsgemäße Gelenkkörper durch seinen Aufbau weniger Platz benötigt, d. h. kleiner baut, wird entsprechend auch weniger Material zur Bildung der gummielastischen Ummantelung benötigt, in die die Fadenpakete, die Buchsen und die Stützeinrichtungen eingebettet sind. Weniger Bedarf an Material für die gummielastische Ummantelung ist gleichbedeutend mit weniger Kosten für die Herstellung bzw. das Material.
  • Durch die in axialer Richtung der Buchsen verglichen mit dem Stand der Technik verringerten Abmaße des erfindungsgemäßen Gelenkkörpers wird das Rückstellmoment bei Biegebelastungen reduziert. Eine Reduzierung des Rückstellmoments bei Biegebelastungen führt einerseits zur Verringerung der Belastung angrenzender Bauteile und andererseits zu einer besseren schwingungstechnischen Abkopplung zwischen den zu verbindenden Wellenabschnitten bei Biegeschwingungen.
  • Durch die getrennte Anordnung des wenigstens einen Primärfadenpakets und des wenigstens einen Sekundärfadenpakets können sich das wenigstens eine Primärfadenpaket und das wenigstens eine Sekundärfadenpaket im Betrieb des Gelenkkörpers gegenseitig nicht negativ beeinflussen. Da das wenigstens eine Primärschlingenpaket und das wenigstens eine Sekundärschlingenpaket anders als beim Stand der Technik in axialer Richtung der Buchsen keine Berühr- oder Anlagepunkte im Betrieb aufweisen, können die genannten gegenseitigen negativen Beeinflussungen gerade bei axialen Verformungen der Fadenpakete aber auch bei kardanischen Belastungen ausgeschlossen werden. Dies führt auch zu einer homogeneren Krafteinleitung in die Fadenpakete. Eine homogene Krafteinleitung führt zu einer verbesserten Langzeitlebensdauer und auch einer erhöhten Drehmomentübertragungskapazität.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können in Umfangsrichtung des Gelenkkörpers das wenigstens eine Primärfadenpaket und das wenigstens eine Sekundärfadenpaket wechselweise angeordnet sein.
  • In diesem Zusammenhang ist ferner zu erwähnen, dass das wenigstens eine Primärfadenpaket und das wenigstens eine Sekundärfadenpaket, in radialer Richtung des Gelenkkörpers betrachtet in einer Flucht liegen können. Da bei dem Gelenkkörper gemäß der Erfindung sämtliche Fadenpakete in einer Flucht angeordnet werden können, benötigt der Gelenkkörper gerade im Vergleich mit dem Stand der Technikrelativ weniger Bauraum in axialer Richtung der Buchsen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die wenigstens eine Stützeinrichtung wenigstens ein Befestigungsmittel zur Befestigung des wenigstens einen Sekundärfadenpakets an der Stützeinrichtung aufweisen. Wie bereits ausgeführt wurde, umschlingt ein Sekundärfadenpaket die Buchsen nicht, sondern ist an den Stützeinrichtungen an den Buchsen über wenigstens ein Befestigungsmittel angebracht.
  • Die wenigstens eine Stützeinrichtung kann wenigstens ein Bundelement aufweisen. Das wenigstens eine Bundelement kann vorzugsweise an einem der axialen Enden einer der Buchsen angeordnet sein und zur axialen Führung des Primärfadenpakets dienen.
  • Das wenigstens eine Befestigungsmittel kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit dem wenigstens einen Bundelement verbunden sein. Die Bundelemente können kragenförmig, d. h. mit einem an der Buchsen anliegenden Abschnitt und einem Flanschabschnitt, scheibenförmig oder andersartig ausgebildet sein, solange eine Führung der Fadenpakete durch sie sichergestellt werden kann.
  • Die wenigstens eine Stützeinrichtung kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wenigstens ein Bundelement an jedem der axialen Enden der Buchsen aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Bundelemente an jedem der axialen Enden der Buchsen sowohl den Querschnitt des wenigstens einen Primärfadenpakets als auch den Querschnitt des wenigstens einen Sekundärfadenpakets zwischen sich einschließen. Anders ausgedrückt, sind die Querschnitte in axialer Richtung der Buchsen des wenigstens einen Primärfadenpakets und des wenigstens einen Sekundärfadenpakets aufeinander abgestimmt, sodass die Bundelemente an jedem der axialen Enden der Buchsen den Querschnitt des Primärfadenpakets und den Querschnitt des Sekundärfadenpakets in axialer Richtung der Buchsen zwischen sich einschließen können.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können sich die Bundelemente an den axialen Enden der Buchsen an das ein Buchsenpaar umschlingende, wenigstens eine Primärfadenpaket im Umschlingungsbereich der Buchsen anlegen. Der Umschlingungsbereich ist der Bereich der Buchse an dem das Primärfadenpaket die Buchse abschnittsweise radial umgibt. Im Umschlingungsbereich kann sich das Primärfadenpaket auch an die Buchse anlegen.
  • Das wenigstens eine Sekundärfadenpaket kann über das wenigstens eine Befestigungsmittel an den Bundelementen befestigt sein. Dabei können sich die Bundelemente zumindest abschnittsweise an das wenigstens eine Sekundärfadenpaket anlegen.
  • Wie bereits ausgeführt wurde, umschlingt das wenigstens eine Sekundärfadenpaket die Buchsen nicht, sondern erstreckt sich vollständig zwischen den Buchsen in der gummielastischen Ummantelung.
  • Das wenigstens eine Sekundärfadenpaket kann jedoch gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das wenigstens eine Befestigungsmittel von benachbarten Stützeinrichtungen umschlingen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das wenigstens eine Bundelement wenigstens einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme der Buchse und einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung des wenigstens einen Sekundärfadenpakets über das wenigstens eine Befestigungsmittel aufweisen.
  • Vorzugsweise kann das wenigstens eine Befestigungsmittel zur Befestigung eines Sekundärfadenpakets ein Bolzen sein, der in einer Öffnung in dem wenigstens einen Bundelement aufgenommen ist. Die Aufnahme kann kraft- oder/und formschlüssig realisiert sein. Die Bolzen können einen ovalen, runden, halbkreisförmigen oder einen andersartigen Querschnitt aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Primärfadenpaket zwei benachbarte Buchsen zur Bildung eines Buchsenpaares umschlingen. Die von einem Primärfadenpaket umschlungenen Buchsenpaare können über ein Sekundärfadenpaket miteinander verbunden sein.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich zwischen den über das wenigstens eine Sekundärfadenpaket verbundenen Buchsenpaaren kein Primärfadenpaket erstreckt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die vom einem Primärfadenpaket zur Bildung eines Buchsenpaares umschlungenen Buchsen um einen vorbestimmten ersten Winkel zueinander versetzt sein. Die Buchsen von derart gebildeten Buchsenpaare können ebenfalls um einen vorbestimmten zweiten Winkel zueinander versetzt sein. Der erste Winkel kann sich – muss sich jedoch nicht – von dem zweiten Winkel unterscheiden. Der erste und der zweite Winkel können jeweils aus einem Bereich zwischen 15 und 180° gewählt werden. Vorzugsweise wird der Winkel um einen Mittelpunkt eines sich durch die Mittelachsen der Buchsen erstreckenden Kreises und zwischen den Mittelachsen der Buchsen bestimmt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Wellenanordnung, insbesondere einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Gelenkkörper, der die voranstehend beschriebenen Merkmalen.
  • Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es stellen dar:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Gelenkkörpers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers des elastischen Gelenkkörpers gemäß 1;
  • 3 eine Draufsicht des Grundkörpers gemäß 2;
  • 4 eine Draufsicht des Gelenkkörpers gemäß 1;
  • 5 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV aus 4;
  • 6 eine Schnittansicht des Gelenkkörpers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gelenkkörpers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers des Gelenkkörpers gemäß 7;
  • 9 eine Draufsicht des Grundkörpers gemäß 8;
  • 10 eine Draufsicht des Gelenkkörpers gemäß 7;
  • 11 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie X-X in 10;
  • 12 eine Draufsicht des Gelenkkörpers gemäß 7;
  • 13 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII1-XII1 aus 12;
  • 14 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII2-XII2 aus 12; und
  • 15 eine Schnittansicht des Gelenkkörpers gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 16 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gelenkörpers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 17 eine Draufsicht des Gelenkkörpers gemäß 16;
  • 18 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII1-XVII1 aus 17;
  • 19 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII2-XVII2 in 17;
  • 20 eine Schnittansicht des Gelenkkörpers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 21 eine Draufsicht eines Gelenkkörpers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 22 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXI1-XXI1 aus 21;
  • 23 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXI2-XXI2 aus 21;
  • 24 eine Schnittansicht des Gelenkkörpers gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 25 eine Draufsicht eines Gelenkkörpers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
  • 26 eine Draufsicht des Grundkörpers des Gelenkkörpers gemäß 25;
  • 27 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXV-XXV aus 25;
  • 28 eine Schnittansicht des Gelenkkörpers gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;
  • 29 eine Draufsicht eines Gelenkkörpers gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
  • 30 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXIX-XXIX aus 29; und
  • 31 eine Schnittansicht des Gelenkkörpers gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gelenkkörpers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, der allgemein mit 10 bezeichnet ist.
  • Bei dem Gelenkkörper 10 handelt es sich um eine Gelenkscheibe.
  • Der Gelenkkörper 10 weist eine gummielastische Ummantelung 12 auf, in die eine Mehrzahl von Buchsen 14 und eine Mehrzahl von an den Buchsen 14 angeordneten Bundelementen 16 zumindest abschnittsweise eingebettet sind. Die Bundelemente 16 sind Bestandteil einer in 1 nicht vollständig gezeigten Stützeinrichtung zur axialen Führung von Fadenpaketen (nicht gezeigt).
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers des Gelenkkörpers 10.
  • In 2 ist die sich aus den Bundelementen 16 und 18 zusammensetzende Stützeinrichtung 20 erkennbar. Die Bundelemente 16 und 18 sind an den axialen Enden der Buchsen 14 vorgesehen. Die Stützeinrichtung 20 dient zur axialen Führung von Primärfadenpaketen 22 auf den Buchsen 14 bzw. im Umschlingungsbereich U. Die Primärfadenpakete 22 umschlingen zwei benachbarte Buchsen 14 1 und 14 2 zur Bildung von Buchsenpaaren 14 1, 14 2. Zwischen den von den Primärfadenpaketen 22 umschlungenen Buchsenpaaren 14 1 und 14 2 erstrecken sich Sekundärfadenpakete 24, die über Befestigungsmittel bzw. Bolzen 26 an den Bundelementen 16 und 18 der Stützeinrichtung 20 befestigt sind. Die Sekundärfadenpakete 24 umschlingen somit die Buchsen 14 nicht, sondern sind über die Bolzen 26 an den Bundelementen 16 und 18 befestigt. Die Sekundärfadenpakete 24 umschlingen die Bolzen 26 von zwei benachbarten Stützeinrichtungen 20.
  • Die Bundelemente 16 und 18 weisen einen Aufnahmeabschnitt 16 1, 18 1 und einen Befestigungsabschnitt 16 2, 18 2 auf. Der Aufnahmeabschnitt 16 1 und 18 1 dient zur Aufnahme der Buchsen 14 und zur axialen Führung der Primärfadenpakete 22 auf der Buchsen 14 1 und 14 2. Der Befestigungsabschnitt 16 2 und 18 2 dient zur Befestigung der Sekundärfadenpakete 24 über die Bolzen 26 an den Stützeinrichtungen 20.
  • 3 zeigt eine Draufsicht des Grundkörpers des elastischen Gelenkkörpers 10.
  • In 3 wird die in Umfangsrichtung des Gelenkkörpers 10 wechselweise Anordnung der Primärfadenpakete 22 und der Sekundärfadenpakete 24 deutlich. Die von den Primärfadenpaketen 22 umschlungenen Buchsenpaare 14 1 und 14 2 werden über die Sekundärfadenpakete 24 verbunden, die über die Bolzen 26 an den Bundelementen 16, 18 bzw. den Stützeinrichtungen 20 angebracht sind.
  • Wie man 3 entnehmen kann, liegen sämtliche Buchsen 14 bzw. deren Achsen M auf einem Radius.
  • 4 zeigt eine Draufsicht des Gelenkkörpers 10, in der die gummielastische Ummantelung 12, die Buchsen 14 und die an den Buchsen 14 angeordneten Bundelemente 16 erkennbar sind.
  • 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV in 4.
  • Das Buchsenpaar 14 1 und 14 2 wird von einem Primärfadenpaket 22 umschlungen, das über die Bundelemente 16 und 18 axial auf den Buchsen 14 1 und 14 2 geführt ist. Das Sekundärfadenpaket 24, das sich zwischen den Stützeinrichtungen 20 an den Buchsen 14 2 und 14 1 erstreckt, umschlingt die Bolzen 26, die in einer Öffnung 28 des Bundelements 16 und in einer Öffnung 30 des Bundelements 18 aufgenommen sind.
  • Die Öffnungen 28, 30 sind im Befestigungsabschnitt 16 2 und 18 2 der Bundelemente 16 und 18 ausgebildet. Der Bolzen 26 ist gestuft ausgebildet, und weist an seinen Enden 26 1 und 26 2 jeweils einen kleineren Durchmesser auf als in seinem mittleren Abschnitt 26 3. Die Enden 26 1 und 26 2 des Bolzens 26 sind in den Öffnungen 28 und 30 der Bundelemente 16 und 18 aufgenommen, wobei die Bundelemente 16, 18 an den Durchmesserstufen in axialer Richtung anliegen und sich abstützen. Dadurch ist der Abstand der Bundelemente 16, 18 vorgegeben. Die Primärfadenpakete 22 und die Sekundärfadenpakete 24 schließen sich in Umfangsrichtung des Gelenkkörpers 10 aneinander an. Es ist möglich, dass sich die Primärfadenpakete 22 und die Sekundärfadenpakete 24 berühren, oder dass sie mit Abstand zueinander angeordnet sind.
  • In 5 wird deutlich, dass die Primärfadenpakete 22 und die Sekundärfadenpakete 24 in axialer Richtung der Buchsen 14 denselben Querschnitt aufweisen. Die Bundelemente 16 und 18 schließen dementsprechend sowohl den Querschnitt des Primärfadenpakets 22 als auch den Querschnitt des Sekundärfadenpakets 24 zwischen sich ein, d. h. die Bundelemente 16 und 18 legen sich sowohl an das Primärfadenpaket 22 als auch an das Sekundärfadenpaket 24 an.
  • Die Buchsen 14, die Bundelemente 16, 18, die Primärfadenpakete 22 und die Sekundärfadenpakete 24 sowie die Buchsen 26 sind allesamt in die gummielastische Ummantelung 12 eingebettet.
  • 6 zeigt eine Schnittansicht des Gelenkkörpers 10.
  • Die Primärfadenpakete 22 umschlingen die Buchsenpaare 14 1 und 14 2, um drei Buchsenpaare 14 1, 14 2 zu bilden. Die Sekundärfadenpakete 24 umschlingen die Bolzen 26 von Stützeinrichtungen 20 an den Buchsen 14 1 und 14 2, um die drei benachbarten Buchsenpaare 14 1, 14 2 miteinander zu koppeln. Die Primärfadenpakete 22 und die Sekundärfadenpakete 24 sind wechselweise in der gummielastischen Ummantelung 12 vorgesehen.
  • Die Sekundärfadenpakete 24 sind verglichen mit den Primärfadenpaketen 22 deutlich kleiner ausgebildet. Die Primärfadenpakete 22 werden vorzugsweise für eine Zugstrecke eingesetzt, d. h. die Primärfadenpakete 22 werden in Betrieb des Gelenkkörpers 10 hauptsächlich mit Zugkräften beaufschlagt, wohingegen die Sekundärfadenpakete 24 mit Druckkräften und/oder geringeren Zugkräften beaufschlagt werden. Die Sekundärfadenpakete 24 dienen der Stabilisierung der Gelenkscheibe, sind aber weniger stark belastet im Einsatzfall und können daher schwächer ausgebildet werden als die Primärfadenpakete.
  • In 6 ist erkennbar, dass die Buchsen 14 1 und 14 2, die über das Primärfadenpaket 22 zu einem Buchsenpaar 14 1, 14 2 verbunden werden, um einen vorbestimmten ersten Winkel W1 zueinander versetzt sind. Die Buchsen 14 1 und 14 2 der einzelnen über Primärfadenpakete 22 gebildeten Buchsenpaare 14 1, 14 2 sind ebenfalls um einen vorbestimmten zweiten Winkel W2 zueinander versetzt angeordnet. Der vorbestimmte erste Winkel W1 kann sich von dem vorbestimmten zweiten Winkel W2 unterscheiden. Dies muss jedoch nicht der Fall sein. Die Winkel W1 und W2 werden vorzugsweise um einen Mittelpunkt MW eines sich durch die Mittelachsen M der Buchsen 14 1, 14 2 erstreckenden Kreises K und zwischen den Mittelachsen M der Buchsen 14 1, 14 2 festgelegt.
  • Im Folgenden wird eine weitere Ausführungsform des Gelenkkörpers gemäß der Erfindung beschrieben. Gleichartige und gleichwirkende Merkmale werden mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform versehen, jedoch mit einer weiteren Ziffer vorangestellt.
  • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gelenkkörpers 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • In 7 ist die gummielastische Ummantelung 112 erkennbar, in die die Buchsen 114 und die an den Buchsen 114 angeordneten Bundelemente 116 zumindest abschnittsweise eingebettet sind.
  • 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers des Gelenkkörpers 110.
  • Die Primärfadenpakete 122 umschlingen zwei benachbarte Buchsen 114 1 und 114 2 zur Bildung von drei Buchsenpaaren. Die Primärfadenpakete 122 werden über die Bundelemente 116 und 118 axial auf den Buchsen 114 geführt.
  • Die mittels der Primärfadenpakete 122 gebildeten Buchsenpaare 114 1 und 114 2 werden über Sekundärfadenpakete 124 verbunden, die an den Stützeinrichtungen 120 an den Buchsen 114 befestigt sind. Die Sekundärfadenpakete 124 sind über Befestigungsmittel 126 an den Stützeinrichtungen 120 bzw. den Bundelementen 116 und 118 befestigt.
  • Die Bundelemente 116 und 118 weisen einen Aufnahmeabschnitt 116 1 und 118 1 sowie einen Befestigungsabschnitt 116 2 und 118 2 auf. Der Aufnahmeabschnitt 116 1 und 118 1 dient zur Führung der Primärfadenpakete 124 und zur Aufnahme der axialen Enden der Buchsen 14. An dem Befestigungsabschnitt 116 2 und 118 2 sind die Sekundärfadenpakete 126 über die Befestigungsmittel 126 angebracht. Die Befestigungsmittel 126 sind Bolzen.
  • 9 zeigt eine Draufsicht des Grundkörpers des Gelenkkörpers 110.
  • Die Primärfadenpakete 122 bilden drei Buchsenpaare 114 1 und 114 2. Die drei Buchsenpaare 114 1, 114 2 sind über Sekundärfadenpakete 124 miteinander verbunden, die über Befestigungsmittel 126 mit den Stützeinrichtungen 120 gekoppelt sind.
  • Wie 9 entnommen werden kann, liegen die Achsen M der Buchsen 114 und die Achsen der Bolzen 126 auf einem Radius.
  • 10 zeigt eine Draufsicht des Gelenkkörpers 110, in der die Buchsen 114, die Bundelemente 116 und die gummielastische Ummantelung 112 erkennbar sind, in die die Buchsen 114 und die Bundelemente 116 zumindest abschnittsweise eingebettet sind.
  • 11 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie X-X in 10.
  • In 11 erkennt man das Buchsenpaar 114 1 und 114 2, das von einem Primärfadenpaket 122 umschlungen wird. Das Buchsenpaar 114 1, 114 2 ist über das Sekundärfadenpaket 124 mit einer Buchse 114 2 eines weiteren Buchsenpaares verbunden.
  • Ebenso wie bei der ersten Ausführungsform sind die Bolzen 126 gestuft ausgebildet, d. h. mit einem verkleinerten Durchmesser an den Enden 126 1 und 126 2. An dem mittleren Abschnitt 126 3 mit dem größeren Durchmesser liegt das Sekundärfadenpaket 124 zumindest abschnittsweise an. Die Bundelemente 116, 118 können sowohl das Primärfadenpaket 122 auf der Buchse 114 als auch das Sekundärfadenpaket 124 auf dem Bolzen 126 axial führen.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform sind die Buchsen 114, die Bundelemente 116, 118, die Fadenpakete 122, 124 und die Bolzen 126 jeweils zumindest teilweise in die gummielastische Ummantelung 112 eingebettet.
  • 12 zeigt erneut eine Draufsicht des elastischen Gelenkkörpers 110 jedoch mit neuen darin angezeigten Schnittlinien.
  • 13 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII1-XII1 in 12.
  • 13 zeigt ein Buchsenpaar 114 1, 114 2, das von einem Primärfadenpaket 122 umschlungen wird. Das Primärfadenpaket 122 wird über die Bundelemente 116, 118 axial auf den Buchsen 114 1 und 114 2 geführt.
  • 14 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII2-XII2 in 12.
  • In 14 ist eine Buchse 114 mit der daran angebrachten Stützeinrichtung 120 gezeigt.
  • Die Bundelemente 116 und 118 werden auf die Buchsen 114 aufgepresst. Wie bei der ersten Ausführungsform weisen die Bundelemente 116 und 118 einen an den Buchsen 114 anliegenden rohrförmigen Abschnitt und einen sich senkrecht zu den Achsen der Buchsen 114 erstreckenden Flanschabschnitt auf, der unter anderem den Befestigungsabschnitt 116 2 und 118 2 umfasst. In dem Befestigungsabschnitt 116 2 und 118 2 sind Öffnungen 128 und 130 ausgebildet, die die Enden 126 1 und 126 2 des Bolzens 126 aufnehmen. An dem mittleren Abschnitt 126 3 des Bolzens 126 legt sich das Sekundärfadenpaket 124 an.
  • 15 zeigt eine Schnittansicht durch den Gelenkkörper 110. Man erkennt in 15 die drei Buchsenpaare 114 1 und 114 2, die über die Primärfadenpakete 122 gebildet werden. Zwischen den von den Primärfadenpaketen 122 umschlungenen Buchsenpaaren 114 1 und 114 2 erstrecken sich die kleineren Sekundärfadenpakete 124, die über die Bolzen 126 mit den Buchsenpaaren 114 1 und 114 2 drehmomentübertragend gekoppelt sind. Zwischen den Buchsen 114 1 und 114 2 sind Ausnehmungen erkennbar, die zur Einstellung der Steifigkeit des Gelenkkörpers 110 dienen.
  • 16 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gelenkkörpers 210 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • In 16 ist die gummielastische Ummantelung 212 gezeigt, in die die Buchsen 214 und die an den Buchsen 214 angeordneten Bundelemente 216 zumindest abschnittsweise eingebettet sind.
  • 17 zeigt eine Draufsicht des Gelenkkörpers 210.
  • 18 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII1-XVII1 in 17.
  • In 18 erkennt man Bolzen 226 und 232, die jeweils von einem Sekundärfadenpaket 224 1 und 224 2 umschlungen werden. Die Bolzen 226 und 232 sind in Öffnungen 228 und 234 in dem Bundelement 216 und in Öffnungen 230 und 236 in dem Bundelement 218 aufgenommen. Die Öffnungen 228, 230, 234 und 236 sind in den Befestigungsabschnitten 216 2 und 218 2 der Bundelemente 216 und 218 ausgebildet. Die Bolzen 226 und 232 sind, ebenso wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen, gestuft ausgebildet, und weisen an ihren Enden 226 1 und 226 2, 232 1 und 232 2 jeweils einen kleineren Durchmesser auf als in ihrem mittleren Abschnitt 226 3 und 232 3.
  • 19 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII2-XVII2 in 16.
  • In 19 sind lediglich die Primärfadenpakete 222 erkennbar, da bei Berücksichtigung des Verlaufs der Schnittlinie XVII2-XVII2 erkennbar wird, dass die Schnittlinie genau zwischen den beiden parallel verlaufenden Sekundärfadenpaketen 224 1 und 224 2 (s. 18) verläuft.
  • In 19 sind ferner die Bundelemente 216 und 218 erkennbar, die den Querschnitt der Primärfadenpakete 222 in axialer Richtung der Buchsen 214 1 und 214 2 zwischen sich einschließen.
  • 20 zeigt eine weitere Schnittansicht des Gelenkkörpers 210.
  • Die Primärfadenpakete 222 umschlingen die Buchsenpaare 214 1 und 214 2, um drei Buchsenpaare 114 1, 214 2 zu bilden. Die beiden parallel verlaufenden Sekundärfadenpakete 224 1 und 224 2 umschlingen die Bolzen 226 und 232 der Stützeinrichtungen 220. Über die Sekundärfadenpakete 224 1 und 224 2 werden die drei benachbarten Buchsenpaare 214 1 und 214 2 miteinander gekoppelt. Die Primärfadenpakete 222 und die beiden parallel verlaufenden Sekundärfadenpakete 224 1 und 224 2 sind wechselweise in der gummielastischen Ummantelung 212 vorgesehen.
  • Da auch bei dieser Ausführungsform die Primärfadenpakete 222 und die Sekundärfadenpakete 224 1 und 224 2 in radialer Richtung des Gelenkkörpers 210 gesehen, in einer Flucht liegen, baut der Gelenkkörper 210 in axialer Richtung (s. die 17 und 18) relativ klein, auch wenn zwei parallel verlaufende Sekundärschlingenpakete 224 1 und 224 2 vorgesehen sind.
  • 21 zeigt eine Vorderansicht des Gelenkkörpers 310 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
  • In 21 sind wiederum die gummielastische Ummantelung 312, die Buchsen 314 und die Bundelemente 316 erkennbar.
  • 22 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXI1-XXI1 in 21.
  • In 22 sind die Bundelemente 316 und 318 erkennbar, die mit Bolzen 326 und 332 in Verbindung stehen. Die Bolzen 326 und 332 werden von einem einzelnen Sekundärfadenpaket 324 umschlungen. Die Bolzen 326 und 334 sind über die Öffnungen 328, 330, 334 und 336 mit den Bundelementen 316 und 318 verbunden.
  • Die Bolzen 326 und 332 sind ebenso wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen gestuft ausgebildet, d. h. sie weisen an ihren Enden 326 1 und 326 2, 332 1 und 332 2 jeweils einen kleineren Durchmesser auf als in ihrem mittleren Abschnitt 326 3 und 332 2.
  • Die Enden 326 1, 326 2 und 332 1, 332 2 der Bolzen 326 und 332 sind in den Öffnungen 328, 330, 334 und 336 der Bundelemente 316 und 318 aufgenommen.
  • 23 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXI2-XXI2 gemäß 21. In 23 sind die Primärfadenpakete 332 erkennbar, die jeweils ein Buchsenpaar 314 1 und 314 2 umschlingen. Ferner ist ein Sekundärfadenpaket 323 gezeigt, das zwei benachbarte Buchsenpaare 314 1, 314 2 miteinander koppelt. Die Bundelemente 316 und 318 schließen zwischen sich den Querschnitt der Primärfadenpakete 323 und der Sekundärfadenpakete 324 in axialer Richtung der Buchsen 314 zwischen sich ein.
  • 24 zeigt eine weitere Schnittansicht des Gelenkkörpers 310.
  • Die Bolzen 326, 332 der Stützeinrichtungen 320 an benachbarten Buchsen 314 1 und 314 2 werden von einem einzigen Sekundärfadenpaket 324 umschlungen. Die Sekundärfadenpakete 324 weisen nahezu einen rechteckförmigen Verlauf auf.
  • In den 25 bis 28 ist eine weitere Ausführungsform des Gelenkkörpers 410 gemäß der Erfindung gezeigt.
  • Die Ausführungsform gemäß der 25 bis 28 entspricht weitestgehend der in den 1 bis 6 gezeigten und voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • In den 26, 27 und 28 werden jedoch die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform der Erfindung deutlich erkennbar.
  • Die Bolzen 426, 432 gemäß dieser Ausführungsform weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Dementsprechend sind auch die Öffnungen 428 und 430 in den Bundelementen 416 und 418 halbkreisförmig ausgebildet. Die Sekundärfadenpakete 424 weisen einen verkleinerten Querschnitt auf, d. h. sind weniger dick ausgebildet verglichen mit der ersten Ausführungsform.
  • Die Bolzen 426, 430 weisen an ihren Enden 426 1 und 426 2 eine Stufe 438 auf, die zur Verbindung der Bolzen 426 mit den halbkreisförmigen Öffnungen 428, 430 in den Bundelementen 416 und 418 dient.
  • Der abgerundete Abschnitt 440 der Bolzen 426 dient als Anlagefläche für die Sekundärfadenpakete 424. Der im Wesentlichen geradlinig verlaufende Abschnitt 442 der Bolzen 426 gelangt ausschließlich mit der gummielastischen Ummantelung 412 in Kontakt.
  • In den 29 bis 31 ist eine weitere Ausführungsform des Gelenkkörpers 510 gemäß der Erfindung gezeigt.
  • Die in den 29 bis 31 gezeigte Ausführungsform entspricht wiederum weitestgehend der in den 1 bis 6 gezeigten, ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Bundelemente 516 und 518 gemäß dieser Ausführungsform sind jeweils scheibenförmig ausgebildet.
  • Die scheibenförmigen Bundelemente 516 und 518 weisen einen Aufnahmeabschnitt 516 1, 518 1 und einen Befestigungsabschnitt 516 2, 518 2 auf. Der Aufnahmeabschnitt 516 1 und 518 1 dient zur Aufnahme der Buchsen 514. Zur Aufnahme der Buchsen 514 ist in dem Aufnahmeabschnitt 516 1 und 518 1 wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen eine Öffnung 544 vorgesehen. An dem in Richtung der Primärfadenpakete 522 und Sekundärfadenpakete 524 zeigenden axialen Ende der Öffnung 544 ist gemäß dieser Ausführungsform eine Fase 546 vorgesehen, die Lebensdauervorteile bringt.
  • In 31 ist wie bei allen voranstehenden beschriebenen Ausführungsformen erkennbar, dass die Buchsen 514 1 und 514 2, die über das Primärfadenpaket 522 zu einem Buchsenpaar 514 1, 514 2 verbunden werden, um einen vorbestimmten ersten Winkel W1 zueinander versetzt sind. Die über die Primärfadenpakete 522 gebildeten Buchsenpaare 514 1, 514 2 sind ebenfalls um einen vorbestimmten zweiten Winkel W2 zueinander versetzt angeordnet. Der vorbestimmte erste Winkel W1 kann sich von dem vorbestimmten zweiten Winkel W2 unterscheiden.
  • Die Erfindung macht sich in ihren verschiedenen Ausführungsformen die Tatsache zunutze, dass derartige Gelenkscheiben nur in bestimmten Bereichen starken Zugkräften ausgesetzt sind. In diesen stark belasteten Bereichen sind die Primärschlingenpakete bzw. Primärfadenpakete angeordnet, die um die Buchsen herumgeschlungen sind und damit im Einsatzfall, in denen die Gelenkscheibe beispielsweise zwischen zwei Wellenabschnitten angeordnet ist, eine zuverlässige Übertragung sehr hoher Zugkräfte im Rahmen einer Drehmomentübertragung von dem einen Wellenabschnitt auf den anderen ermöglichen. Sekundärschlingenpakete bzw. Sekundärfadenpakete hingegen sind in Bereichen angeordnet, die allenfalls geringen Zugkräften im normalen Einsatzfall ausgesetzt sind. Demnach können diese Sekundärschlingenpakete bzw. Sekundärfadenpakete insgesamt schwächer und raumsparender ausgebildet werden, wodurch sich erhebliche Bauraumeinsparungen bei dem Gesamtkonzept derartiger Gelenkscheiben erreichen lassen. Dies kommt der Forderung nach kleiner bauenden Komponenten in der modernen Kraftfahrzeugtechnik zu Gute.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • DE 102011013332 A1 [0004]

Claims (16)

  1. Elastischer Gelenkkörper (10) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit – einer Mehrzahl von Buchsen (14), – wenigstens einem Primärfadenpaket (22), – einer zur axialen Führung des wenigstens Primärfadenpakets (22) auf wenigstens einer Buchse (14) angeordneten Stützeinrichtung (20), und – einer elastischen Ummantelung (12), in die das wenigstens eine Primärfadenpaket (22), die wenigstens eine Stützeinrichtung (20) und die Mehrzahl von Buchsen (14) zumindest teilweise eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Primärfadenpaket (22) zwei benachbarte Buchsen (14) zur Bildung eine Buchsenpaares (14 1, 14 2) umschlingt, wobei benachbarte von einem Primärfadenpaket (22) umschlungene Buchsenpaare (14 1, 14 2) über wenigstens ein Sekundärschlingenpaket (24) miteinander verbunden sind, das gesondert an der wenigstens einen Stützeinrichtung (20) befestigt ist.
  2. Elastischer Gelenkkörper (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung des Gelenkkörpers (10) das wenigstens eine Primärfadenpaket (22) und das wenigstens eine Sekundärfadenpaket (24) wechselweise angeordnet sind.
  3. Elastischer Gelenkkörper (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens ein Primärfadenpaket (22) und das wenigstens eine Sekundärfadenpaket (24) in radialer Richtung des Gelenkkörpers betrachtet in einer Flucht liegen.
  4. Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stützeinrichtung (20) wenigstens ein Befestigungselement (26) zur Befestigung des wenigstens einen Sekundärfadenpakets (24) an der Stützeinrichtung (20) aufweist.
  5. Elastischer Gelenkkörper (10) einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stützeinrichtung (20) wenigstens ein Bundelement (16, 18) aufweist, das an einem der axialen Enden einer der Buchsen (14) angeordnet ist und zur Führung des Primärfadenpakets (22) dient.
  6. Elastischer Gelenkkörper (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Befestigungsmittel (26) mit dem wenigstens einen Bundelement (16, 18) verbunden ist.
  7. Elastischer Gelenkkörper (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stützeinrichtung (20) jeweils wenigstens ein Bundelement (16, 18) an jedem der axialen Enden der Buchsen (14) aufweist, wobei die Bundelemente (16, 18) an jedem der axialen Enden der Buchse (14) in axialer Richtung der Buchsen (14) sowohl den Querschnitt des wenigstens einen Primärfadenpakets (22) als auch den Querschnitt des wenigstens einen Sekundärfadenpakets (24) zwischen sich einschließen.
  8. Elastischer Gelenkkörper (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bundelemente (16, 18) an den axialen Enden der Buchsen (14) sich an das ein Buchsenpaar (14 1, 14 2) umschlingende wenigstens eine Primärfadenpaket (24) im Umschlingungsbereich (U) der Buchse (14) anlegen.
  9. Elastischer Gelenkkörper (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens ein Sekundärfadenpaket (24) über das wenigstens eine Befestigungsmittel (26) an den Bundelementen (16, 18) befestigt ist, und sich die Bundelemente (16, 18) zumindest abschnittsweise an das wenigstens eine Sekundärfadenpaket (24) anlegen.
  10. Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sekundärfadenpaket (24) das wenigstens eine Befestigungsmittel (26) von benachbarten Stützeinrichtungen umschlingt.
  11. Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bundelement (16, 18) wenigstens einen Aufnahmeabschnitt (16 1, 18 1) zur Aufnahme der Buchse (14) und einen Befestigungsabschnitt (16 1, 18 1) zur Befestigung des wenigstens einen Sekundärfadenpakets (24) über das wenigstens eine Befestigungsmittel (26) aufweist.
  12. Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Befestigungsmittel (26) ein, vorzugsweise gestufter, Bolzen ist, der in einer Öffnung (28, 30) in dem wenigstens einen Bundelement (16, 18) aufgenommen ist.
  13. Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Primärfadenpaket (22) zwei benachbarte Buchsen (14) zur Bildung eines Buchsenpaares (14 1, 14 2) umschlingt, wobei die von einem Primärfadenpaket (22) umschlungenen Buchsenpaare (14 1, 14 2) über ein Sekundärfadenpaket (24) miteinander verbunden sind.
  14. Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den über das wenigstens eine Sekundärfadenpaket (24) verbundenen Buchsenpaaren (14 1, 14 2) kein Primärfadenpaket (22) erstreckt.
  15. Elastischer Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die vom einem Primärfadenpaket (22) zur Bildung eines Buchsenpaares (14 1, 14 2) umschlungenen Buchsen (14 1, 14 2) um einen vorbestimmten Winkel (W1) zueinander versetzt sind, wobei die Buchsen (14 1, 14 2) von derart gebildeten Buchsenpaaren (14 1, 14 2) ebenfalls um einen vorbestimmten zweiten Winkel (W2) zueinander versetzt sind.
  16. Wellenanordnung, insbesondere ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Gelenkkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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