DE202013008117U1 - Elastischer Gelenkkörper - Google Patents
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Abstract
– 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 gemäß1 ; -
3 eine Draufsicht des Grundkörpers gemäß2 ; -
4 eine Draufsicht des Gelenkkörpers gemäß1 ; -
5 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV aus4 ; -
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 gemäß7 ; -
9 eine Draufsicht des Grundkörpers gemäß8 ; -
10 eine Draufsicht des Gelenkkörpers gemäß7 ; -
11 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie X-X in10 ; -
12 eine Draufsicht des Gelenkkörpers gemäß7 ; -
13 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII1-XII1 aus12 ; -
14 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII2-XII2 aus12 ; 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 gemäß16 ; -
18 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII1-XVII1 aus17 ; -
19 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII2-XVII2 in17 ; -
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 aus21 ; -
23 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXI2-XXI2 aus21 ; -
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 gemäß25 ; -
27 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXV-XXV aus25 ; -
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 aus29 ; 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 mit10 bezeichnet ist. - Bei dem Gelenkkörper
10 handelt es sich um eine Gelenkscheibe. - Der Gelenkkörper
10 weist eine gummielastische Ummantelung12 auf, in die eine Mehrzahl von Buchsen14 und eine Mehrzahl von an den Buchsen14 angeordneten Bundelementen16 zumindest abschnittsweise eingebettet sind. Die Bundelemente16 sind Bestandteil einer in1 nicht vollständig gezeigten Stützeinrichtung zur axialen Führung von Fadenpaketen (nicht gezeigt). -
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers des Gelenkkörpers10 . - In
2 ist die sich aus den Bundelementen16 und18 zusammensetzende Stützeinrichtung20 erkennbar. Die Bundelemente16 und18 sind an den axialen Enden der Buchsen14 vorgesehen. Die Stützeinrichtung20 dient zur axialen Führung von Primärfadenpaketen22 auf den Buchsen14 bzw. im Umschlingungsbereich U. Die Primärfadenpakete22 umschlingen zwei benachbarte Buchsen14 1 und14 2 zur Bildung von Buchsenpaaren14 1,14 2. Zwischen den von den Primärfadenpaketen22 umschlungenen Buchsenpaaren14 1 und14 2 erstrecken sich Sekundärfadenpakete24 , die über Befestigungsmittel bzw. Bolzen26 an den Bundelementen16 und18 der Stützeinrichtung20 befestigt sind. Die Sekundärfadenpakete24 umschlingen somit die Buchsen14 nicht, sondern sind über die Bolzen26 an den Bundelementen16 und18 befestigt. Die Sekundärfadenpakete24 umschlingen die Bolzen26 von zwei benachbarten Stützeinrichtungen20 . - Die Bundelemente
16 und18 weisen einen Aufnahmeabschnitt16 1,18 1 und einen Befestigungsabschnitt16 2,18 2 auf. Der Aufnahmeabschnitt16 1 und18 1 dient zur Aufnahme der Buchsen14 und zur axialen Führung der Primärfadenpakete22 auf der Buchsen14 1 und14 2. Der Befestigungsabschnitt16 2 und18 2 dient zur Befestigung der Sekundärfadenpakete24 über die Bolzen26 an den Stützeinrichtungen20 . -
3 zeigt eine Draufsicht des Grundkörpers des elastischen Gelenkkörpers10 . - In
3 wird die in Umfangsrichtung des Gelenkkörpers10 wechselweise Anordnung der Primärfadenpakete22 und der Sekundärfadenpakete24 deutlich. Die von den Primärfadenpaketen22 umschlungenen Buchsenpaare14 1 und14 2 werden über die Sekundärfadenpakete24 verbunden, die über die Bolzen26 an den Bundelementen16 ,18 bzw. den Stützeinrichtungen20 angebracht sind. - Wie man
3 entnehmen kann, liegen sämtliche Buchsen14 bzw. deren Achsen M auf einem Radius. -
4 zeigt eine Draufsicht des Gelenkkörpers10 , in der die gummielastische Ummantelung12 , die Buchsen14 und die an den Buchsen14 angeordneten Bundelemente16 erkennbar sind. -
5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV in4 . - Das Buchsenpaar
14 1 und14 2 wird von einem Primärfadenpaket22 umschlungen, das über die Bundelemente16 und18 axial auf den Buchsen14 1 und14 2 geführt ist. Das Sekundärfadenpaket24 , das sich zwischen den Stützeinrichtungen20 an den Buchsen14 2 und14 1 erstreckt, umschlingt die Bolzen26 , die in einer Öffnung28 des Bundelements16 und in einer Öffnung30 des Bundelements18 aufgenommen sind. - Die Öffnungen
28 ,30 sind im Befestigungsabschnitt16 2 und18 2 der Bundelemente16 und18 ausgebildet. Der Bolzen26 ist gestuft ausgebildet, und weist an seinen Enden26 1 und26 2 jeweils einen kleineren Durchmesser auf als in seinem mittleren Abschnitt26 3. Die Enden26 1 und26 2 des Bolzens26 sind in den Öffnungen28 und30 der Bundelemente16 und18 aufgenommen, wobei die Bundelemente16 ,18 an den Durchmesserstufen in axialer Richtung anliegen und sich abstützen. Dadurch ist der Abstand der Bundelemente16 ,18 vorgegeben. Die Primärfadenpakete22 und die Sekundärfadenpakete24 schließen sich in Umfangsrichtung des Gelenkkörpers10 aneinander an. Es ist möglich, dass sich die Primärfadenpakete22 und die Sekundärfadenpakete24 berühren, oder dass sie mit Abstand zueinander angeordnet sind. - In
5 wird deutlich, dass die Primärfadenpakete22 und die Sekundärfadenpakete24 in axialer Richtung der Buchsen14 denselben Querschnitt aufweisen. Die Bundelemente16 und18 schließen dementsprechend sowohl den Querschnitt des Primärfadenpakets22 als auch den Querschnitt des Sekundärfadenpakets24 zwischen sich ein, d. h. die Bundelemente16 und18 legen sich sowohl an das Primärfadenpaket22 als auch an das Sekundärfadenpaket24 an. - Die Buchsen
14 , die Bundelemente16 ,18 , die Primärfadenpakete22 und die Sekundärfadenpakete24 sowie die Buchsen26 sind allesamt in die gummielastische Ummantelung12 eingebettet. -
6 zeigt eine Schnittansicht des Gelenkkörpers10 . - Die Primärfadenpakete
22 umschlingen die Buchsenpaare14 1 und14 2, um drei Buchsenpaare14 1,14 2 zu bilden. Die Sekundärfadenpakete24 umschlingen die Bolzen26 von Stützeinrichtungen20 an den Buchsen14 1 und14 2, um die drei benachbarten Buchsenpaare14 1,14 2 miteinander zu koppeln. Die Primärfadenpakete22 und die Sekundärfadenpakete24 sind wechselweise in der gummielastischen Ummantelung12 vorgesehen. - Die Sekundärfadenpakete
24 sind verglichen mit den Primärfadenpaketen22 deutlich kleiner ausgebildet. Die Primärfadenpakete22 werden vorzugsweise für eine Zugstrecke eingesetzt, d. h. die Primärfadenpakete22 werden in Betrieb des Gelenkkörpers10 hauptsächlich mit Zugkräften beaufschlagt, wohingegen die Sekundärfadenpakete24 mit Druckkräften und/oder geringeren Zugkräften beaufschlagt werden. Die Sekundärfadenpakete24 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 Buchsen14 1 und14 2, die über das Primärfadenpaket22 zu einem Buchsenpaar14 1,14 2 verbunden werden, um einen vorbestimmten ersten Winkel W1 zueinander versetzt sind. Die Buchsen14 1 und14 2 der einzelnen über Primärfadenpakete22 gebildeten Buchsenpaare14 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 Buchsen14 1,14 2 erstreckenden Kreises K und zwischen den Mittelachsen M der Buchsen14 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 Gelenkkörpers110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. - In
7 ist die gummielastische Ummantelung112 erkennbar, in die die Buchsen114 und die an den Buchsen114 angeordneten Bundelemente116 zumindest abschnittsweise eingebettet sind. -
8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers des Gelenkkörpers110 . - Die Primärfadenpakete
122 umschlingen zwei benachbarte Buchsen114 1 und114 2 zur Bildung von drei Buchsenpaaren. Die Primärfadenpakete122 werden über die Bundelemente116 und118 axial auf den Buchsen114 geführt. - Die mittels der Primärfadenpakete
122 gebildeten Buchsenpaare114 1 und114 2 werden über Sekundärfadenpakete124 verbunden, die an den Stützeinrichtungen120 an den Buchsen114 befestigt sind. Die Sekundärfadenpakete124 sind über Befestigungsmittel126 an den Stützeinrichtungen120 bzw. den Bundelementen116 und118 befestigt. - Die Bundelemente
116 und118 weisen einen Aufnahmeabschnitt116 1 und118 1 sowie einen Befestigungsabschnitt116 2 und118 2 auf. Der Aufnahmeabschnitt116 1 und118 1 dient zur Führung der Primärfadenpakete124 und zur Aufnahme der axialen Enden der Buchsen14 . An dem Befestigungsabschnitt116 2 und118 2 sind die Sekundärfadenpakete126 über die Befestigungsmittel126 angebracht. Die Befestigungsmittel126 sind Bolzen. -
9 zeigt eine Draufsicht des Grundkörpers des Gelenkkörpers110 . - Die Primärfadenpakete
122 bilden drei Buchsenpaare114 1 und114 2. Die drei Buchsenpaare114 1,114 2 sind über Sekundärfadenpakete124 miteinander verbunden, die über Befestigungsmittel126 mit den Stützeinrichtungen120 gekoppelt sind. - Wie
9 entnommen werden kann, liegen die Achsen M der Buchsen114 und die Achsen der Bolzen126 auf einem Radius. -
10 zeigt eine Draufsicht des Gelenkkörpers110 , in der die Buchsen114 , die Bundelemente116 und die gummielastische Ummantelung112 erkennbar sind, in die die Buchsen114 und die Bundelemente116 zumindest abschnittsweise eingebettet sind. -
11 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie X-X in10 . - In
11 erkennt man das Buchsenpaar114 1 und114 2, das von einem Primärfadenpaket122 umschlungen wird. Das Buchsenpaar114 1,114 2 ist über das Sekundärfadenpaket124 mit einer Buchse114 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 Enden126 1 und126 2. An dem mittleren Abschnitt126 3 mit dem größeren Durchmesser liegt das Sekundärfadenpaket124 zumindest abschnittsweise an. Die Bundelemente116 ,118 können sowohl das Primärfadenpaket122 auf der Buchse114 als auch das Sekundärfadenpaket124 auf dem Bolzen126 axial führen. - Wie bei der ersten Ausführungsform sind die Buchsen
114 , die Bundelemente116 ,118 , die Fadenpakete122 ,124 und die Bolzen126 jeweils zumindest teilweise in die gummielastische Ummantelung112 eingebettet. -
12 zeigt erneut eine Draufsicht des elastischen Gelenkkörpers110 jedoch mit neuen darin angezeigten Schnittlinien. -
13 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII1-XII1 in12 . -
13 zeigt ein Buchsenpaar114 1,114 2, das von einem Primärfadenpaket122 umschlungen wird. Das Primärfadenpaket122 wird über die Bundelemente116 ,118 axial auf den Buchsen114 1 und114 2 geführt. -
14 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII2-XII2 in12 . - In
14 ist eine Buchse114 mit der daran angebrachten Stützeinrichtung120 gezeigt. - Die Bundelemente
116 und118 werden auf die Buchsen114 aufgepresst. Wie bei der ersten Ausführungsform weisen die Bundelemente116 und118 einen an den Buchsen114 anliegenden rohrförmigen Abschnitt und einen sich senkrecht zu den Achsen der Buchsen114 erstreckenden Flanschabschnitt auf, der unter anderem den Befestigungsabschnitt116 2 und118 2 umfasst. In dem Befestigungsabschnitt116 2 und118 2 sind Öffnungen128 und130 ausgebildet, die die Enden126 1 und126 2 des Bolzens126 aufnehmen. An dem mittleren Abschnitt126 3 des Bolzens126 legt sich das Sekundärfadenpaket124 an. -
15 zeigt eine Schnittansicht durch den Gelenkkörper110 . Man erkennt in15 die drei Buchsenpaare114 1 und114 2, die über die Primärfadenpakete122 gebildet werden. Zwischen den von den Primärfadenpaketen122 umschlungenen Buchsenpaaren114 1 und114 2 erstrecken sich die kleineren Sekundärfadenpakete124 , die über die Bolzen126 mit den Buchsenpaaren114 1 und114 2 drehmomentübertragend gekoppelt sind. Zwischen den Buchsen114 1 und114 2 sind Ausnehmungen erkennbar, die zur Einstellung der Steifigkeit des Gelenkkörpers110 dienen. -
16 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gelenkkörpers210 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. - In
16 ist die gummielastische Ummantelung212 gezeigt, in die die Buchsen214 und die an den Buchsen214 angeordneten Bundelemente216 zumindest abschnittsweise eingebettet sind. -
17 zeigt eine Draufsicht des Gelenkkörpers210 . -
18 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII1-XVII1 in17 . - In
18 erkennt man Bolzen226 und232 , die jeweils von einem Sekundärfadenpaket224 1 und224 2 umschlungen werden. Die Bolzen226 und232 sind in Öffnungen228 und234 in dem Bundelement216 und in Öffnungen230 und236 in dem Bundelement218 aufgenommen. Die Öffnungen228 ,230 ,234 und236 sind in den Befestigungsabschnitten216 2 und218 2 der Bundelemente216 und218 ausgebildet. Die Bolzen226 und232 sind, ebenso wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen, gestuft ausgebildet, und weisen an ihren Enden226 1 und226 2,232 1 und232 2 jeweils einen kleineren Durchmesser auf als in ihrem mittleren Abschnitt226 3 und232 3. -
19 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XVII2-XVII2 in16 . - In
19 sind lediglich die Primärfadenpakete222 erkennbar, da bei Berücksichtigung des Verlaufs der Schnittlinie XVII2-XVII2 erkennbar wird, dass die Schnittlinie genau zwischen den beiden parallel verlaufenden Sekundärfadenpaketen224 1 und224 2 (s.18 ) verläuft. - In
19 sind ferner die Bundelemente216 und218 erkennbar, die den Querschnitt der Primärfadenpakete222 in axialer Richtung der Buchsen214 1 und214 2 zwischen sich einschließen. -
20 zeigt eine weitere Schnittansicht des Gelenkkörpers210 . - Die Primärfadenpakete
222 umschlingen die Buchsenpaare214 1 und214 2, um drei Buchsenpaare114 1,214 2 zu bilden. Die beiden parallel verlaufenden Sekundärfadenpakete224 1 und224 2 umschlingen die Bolzen226 und232 der Stützeinrichtungen220 . Über die Sekundärfadenpakete224 1 und224 2 werden die drei benachbarten Buchsenpaare214 1 und214 2 miteinander gekoppelt. Die Primärfadenpakete222 und die beiden parallel verlaufenden Sekundärfadenpakete224 1 und224 2 sind wechselweise in der gummielastischen Ummantelung212 vorgesehen. - Da auch bei dieser Ausführungsform die Primärfadenpakete
222 und die Sekundärfadenpakete224 1 und224 2 in radialer Richtung des Gelenkkörpers210 gesehen, in einer Flucht liegen, baut der Gelenkkörper210 in axialer Richtung (s. die17 und18 ) relativ klein, auch wenn zwei parallel verlaufende Sekundärschlingenpakete224 1 und224 2 vorgesehen sind. -
21 zeigt eine Vorderansicht des Gelenkkörpers310 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. - In
21 sind wiederum die gummielastische Ummantelung312 , die Buchsen314 und die Bundelemente316 erkennbar. -
22 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXI1-XXI1 in21 . - In
22 sind die Bundelemente316 und318 erkennbar, die mit Bolzen326 und332 in Verbindung stehen. Die Bolzen326 und332 werden von einem einzelnen Sekundärfadenpaket324 umschlungen. Die Bolzen326 und334 sind über die Öffnungen328 ,330 ,334 und336 mit den Bundelementen316 und318 verbunden. - Die Bolzen
326 und332 sind ebenso wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen gestuft ausgebildet, d. h. sie weisen an ihren Enden326 1 und326 2,332 1 und332 2 jeweils einen kleineren Durchmesser auf als in ihrem mittleren Abschnitt326 3 und332 2. - Die Enden
326 1,326 2 und332 1,332 2 der Bolzen326 und332 sind in den Öffnungen328 ,330 ,334 und336 der Bundelemente316 und318 aufgenommen. -
23 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXI2-XXI2 gemäß21 . In23 sind die Primärfadenpakete332 erkennbar, die jeweils ein Buchsenpaar314 1 und314 2 umschlingen. Ferner ist ein Sekundärfadenpaket323 gezeigt, das zwei benachbarte Buchsenpaare314 1,314 2 miteinander koppelt. Die Bundelemente316 und318 schließen zwischen sich den Querschnitt der Primärfadenpakete323 und der Sekundärfadenpakete324 in axialer Richtung der Buchsen314 zwischen sich ein. -
24 zeigt eine weitere Schnittansicht des Gelenkkörpers310 . - Die Bolzen
326 ,332 der Stützeinrichtungen320 an benachbarten Buchsen314 1 und314 2 werden von einem einzigen Sekundärfadenpaket324 umschlungen. Die Sekundärfadenpakete324 weisen nahezu einen rechteckförmigen Verlauf auf. - In den
25 bis28 ist eine weitere Ausführungsform des Gelenkkörpers410 gemäß der Erfindung gezeigt. - Die Ausführungsform gemäß der
25 bis28 entspricht weitestgehend der in den1 bis6 gezeigten und voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung. - In den
26 ,27 und28 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 Öffnungen428 und430 in den Bundelementen416 und418 halbkreisförmig ausgebildet. Die Sekundärfadenpakete424 weisen einen verkleinerten Querschnitt auf, d. h. sind weniger dick ausgebildet verglichen mit der ersten Ausführungsform. - Die Bolzen
426 ,430 weisen an ihren Enden426 1 und426 2 eine Stufe438 auf, die zur Verbindung der Bolzen426 mit den halbkreisförmigen Öffnungen428 ,430 in den Bundelementen416 und418 dient. - Der abgerundete Abschnitt
440 der Bolzen426 dient als Anlagefläche für die Sekundärfadenpakete424 . Der im Wesentlichen geradlinig verlaufende Abschnitt442 der Bolzen426 gelangt ausschließlich mit der gummielastischen Ummantelung412 in Kontakt. - In den
29 bis31 ist eine weitere Ausführungsform des Gelenkkörpers510 gemäß der Erfindung gezeigt. - Die in den
29 bis31 gezeigte Ausführungsform entspricht wiederum weitestgehend der in den1 bis6 gezeigten, ersten Ausführungsform der Erfindung. - Die Bundelemente
516 und518 gemäß dieser Ausführungsform sind jeweils scheibenförmig ausgebildet. - Die scheibenförmigen Bundelemente
516 und518 weisen einen Aufnahmeabschnitt516 1,518 1 und einen Befestigungsabschnitt516 2,518 2 auf. Der Aufnahmeabschnitt516 1 und518 1 dient zur Aufnahme der Buchsen514 . Zur Aufnahme der Buchsen514 ist in dem Aufnahmeabschnitt516 1 und518 1 wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen eine Öffnung544 vorgesehen. An dem in Richtung der Primärfadenpakete522 und Sekundärfadenpakete524 zeigenden axialen Ende der Öffnung544 ist gemäß dieser Ausführungsform eine Fase546 vorgesehen, die Lebensdauervorteile bringt. - In
31 ist wie bei allen voranstehenden beschriebenen Ausführungsformen erkennbar, dass die Buchsen514 1 und514 2, die über das Primärfadenpaket522 zu einem Buchsenpaar514 1,514 2 verbunden werden, um einen vorbestimmten ersten Winkel W1 zueinander versetzt sind. Die über die Primärfadenpakete522 gebildeten Buchsenpaare514 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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- Zitierte Patentliteratur
-
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- DE 102011013332 A1 [0004]
Claims (16)
- 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - Elastischer Gelenkkörper (
10 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Befestigungsmittel (26 ) mit dem wenigstens einen Bundelement (16 ,18 ) verbunden ist. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - Wellenanordnung, insbesondere ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Gelenkkörper (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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