DE202013101844U1 - Backlash-free hybrid elastomer coupling - Google Patents

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DE202013101844U1 DE201320101844 DE202013101844U DE202013101844U1 DE 202013101844 U1 DE202013101844 U1 DE 202013101844U1 DE 201320101844 DE201320101844 DE 201320101844 DE 202013101844 U DE202013101844 U DE 202013101844U DE 202013101844 U1 DE202013101844 U1 DE 202013101844U1
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Abstract

Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung, aufweisend mindestens zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordnete Kupplungsnaben (1, 2) mit jeweils einer endseitig angeordneten Aufstandsfläche (10) und von dieser in axialer Richtung abstehenden Mitnahmeklauen (5, 6), wobei beide Naben zumindest teilweise mit einer thermo- oder duroplastischen Beschichtung (3) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Naben über ein Elastomer (4) stoff- und formschlüssig miteinander verbunden sind.Backlash-free hybrid elastomer coupling, comprising at least two arranged on a common axis coupling hubs (1, 2) each having a contact surface arranged end side (10) and projecting from this in the axial direction driving claws (5, 6), both hubs at least partially with a thermo - or thermosetting coating (3) are provided, characterized in that the hubs via an elastomer (4) are material and positively connected to each other.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung sowie eine spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung, erhältlich durch ein kombiniertes Druckguss- und Spritzgießverfahren.The invention relates to a play-free hybrid elastomer coupling and a backlash-free hybrid elastomer coupling, obtainable by a combined die-casting and injection molding.

Aus dem Stand der Technik sind seit langer Zeit Wellenkupplungen bekannt, mit denen zwei rotierenden Wellen miteinander verbunden werden. Derartige Kupplungen, mit denen Drehmomente und Drehbewegungen übertragen werden, sind dabei je nach Anwendungsgebiet drehsteif oder drehelastisch und im Betrieb lösbar oder nicht lösbar ausgebildet.From the state of the art shaft couplings are known for a long time, with which two rotating shafts are interconnected. Such couplings, with which torques and rotational movements are transmitted, are designed to be torsionally rigid or torsionally elastic, depending on the field of application, and detachable or non-detachable during operation.

Eine Untergruppe dieser Wellenkupplungen wird durch die Klauenkupplungen gebildet. Bei diesen greifen zwei jeweils mit einer Welle verbundene Kupplungsnaben mit in axialer Richtung abstehenden Mitnahmeklauen so ineinander, dass durch den Formschluss der Klauen Rotationsbewegungen übertragen werden können. Klauenkupplungen können schaltbar oder nicht schaltbar ausgebildet sein, wobei die Schaltung i.d.R. durch axiales Auseinanderfahren der beteiligten Wellen realisiert wird.A subset of these shaft couplings is formed by the dog clutches. In these grip two each connected to a shaft coupling hubs with projecting in the axial direction Mitnahmeklauen so one another, that rotational movements can be transmitted by the positive connection of the claws. Jaw clutches may be switchable or non-switchable, with the circuitry i.d.R. is realized by axial separation of the involved waves.

Es sind dabei bereits Klauenkupplungen bekannt, die zumindest teilweise aus Kunststoffen gebildet sind. So offenbart die DE 10 2005 055 771 A1 eine Kupplungsnabe aus thermoplastischem Kunststoff mit einer inneren kreisförmigen Achsaufnahme und einem beabstandeten kreisförmigen Außenring, an dem Mitnahmeklauen angeordnet sind. Die Achsaufnahme und der Außenring sind dabei lediglich über steife Verbindungsstege miteinander verbunden. Durch den tragwerkartigen Aufbau weist eine solche Kupplung vorteilhaft ein geringes Gewicht auf; nachteilig sind über die Stege jedoch nur vergleichsweise geringe Kräfte übertragbar.There are already known claw couplings, which are at least partially formed from plastics. So revealed the DE 10 2005 055 771 A1 a coupling hub made of thermoplastic material with an inner circular axle and a spaced circular outer ring, are arranged on the driving claws. The axle and the outer ring are connected to each other only via rigid connecting webs. Due to the structure like a structure, such a coupling advantageously has a low weight; However, only comparatively small forces can be transmitted via the webs.

Aufgrund des filigranen Aufbaus sind derartige Kupplungskörper weiterhin kostenintensiv in der Fertigung, die bevorzugt im Spritzgießverfahren erfolgt. So offenbart die DE 10 2006 049 486 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer obenstehend beschrieben hohlzylindrischen Kupplungsnabe aus Thermoplasten, wobei durch eine besondere Ausgestaltung der Spritzgießmaschine sowie durch die Anordnung der Spritzdüsen eine erhöhte Festigkeit der Nabe erzielt werden soll.Due to the filigree structure of such coupling body continue to be costly in manufacturing, which is preferably carried out by injection molding. So revealed the DE 10 2006 049 486 A1 a method for producing a hollow cylindrical clutch hub described above from thermoplastics, which is to be achieved by a particular embodiment of the injection molding machine and by the arrangement of the spray nozzles increased strength of the hub.

Eine Kupplung in Verbundbauweise wird in der DE 20 2007 014 532 U1 beschrieben. Diese weist ein Kupplungsteil in Form eines metallischen Scheibenkörpers auf, an den eine Kunststoffnabe im Spritzgussverfahren befestigt wird. Dazu sind an dem Scheibenkörper Aufstandsflächen vorgesehen, die von der Rotationsachse der Kupplung abgekehrt sind. Eine Umsetzung dieses Aufbaus auf Klauenkupplungen ist nicht ohne weiteres möglich.A coupling in composite construction is in the DE 20 2007 014 532 U1 described. This has a coupling part in the form of a metallic disk body, to which a plastic hub is attached by injection molding. For this purpose, contact surfaces are provided on the disk body, which faces away from the axis of rotation of the clutch. An implementation of this construction on jaw clutches is not readily possible.

Elastomerkupplungen bilden eine Untergruppe derartiger Klauenkupplung, bei denen der Formschluss nicht zwischen den Zähnen der beteiligten Kupplungsnaben direkt erfolgt. Vielmehr ist zwischen den Kupplungsnaben ein Verbindungselement in Form eines Elastomerringes eingelegt. Dieser Elastomerring weist Zähne auf, die sich zwischen die Klauen der Kupplungsnaben einfügen. Somit folgen auf die Klaue einer ersten Kupplungsnabe zunächst immer ein Zahn des Elastomerringes und erst anschließend eine Klaue einer zweiten Kupplungsnabe. Durch die dämpfenden Eigenschaften des elastomeren Materials können so vorteilhaft Schwingungen vibrierender Antriebskomponenten ausgeglichen werden. Aufgrund der Elastizität des Elastomers ist eine solche Kupplung weiterhin in der Lage einen geringen Versatz fluchtender oder leicht winklig zueinander stehender Wellen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung auszugleichen.Elastomeric couplings form a subset of such dog clutch, in which the positive engagement does not occur directly between the teeth of the clutch hubs involved. Rather, a connecting element in the form of an elastomeric ring is inserted between the coupling hubs. This elastomeric ring has teeth that fit between the claws of the clutch hubs. Thus follow on the claw of a first clutch initially always a tooth of the elastomeric ring and only then a claw of a second clutch hub. Due to the damping properties of the elastomeric material so advantageous vibrations of vibrating drive components can be compensated. Due to the elasticity of the elastomer such a coupling is still able to compensate for a small offset aligned or slightly angled standing waves in both the axial and in the radial direction.

Am Markt sind sowohl bedingt spielfreie als auch spielbehaftete Elastomerkupplungen verfügbar, wobei in der Antriebstechnik vorrangig bedingt spielfreie Elastomerkupplungen eingesetzt werden. Die Spielfreiheit wird dabei bislang durch ein Übermaß des Elastomerkörpers zu den Kupplungsnaben erzeugt. Folglich herrscht bei diesen Kupplungen Kraftschluss zwischen dem Elastomerkörper und den Kupplungsnaben. Ein Verfahren zur Bildung einer solchen bedingt spielfreien, elastischen Klauenkupplung ist in der DE 196 00 511 A1 beschrieben. Demnach wird ein Formteil zwischen die ineinandergreifenden Klauen zweier kongruenter Kupplungsnaben mit Presssitz eingepasst, zwischen den Kupplungsnaben auf eine Grenztemperatur erhitzt und eine Zeitlang auf dieser Grenztemperatur gehalten. Nachteilig muss hierbei das Formteil hochgenau auf den zur Verfügung stehenden Platz zwischen den Kupplungsnaben abgemessen werden, wobei eventuelle Verformungen durch das Pressen oder die Erhitzung zu berücksichtigen sind.Both backlash-free and backlash-type elastomer couplings are available on the market, with predominantly play-free elastomer couplings being used in drive technology. The backlash is generated so far by an excess of the elastomeric body to the clutch hubs. Consequently, in these couplings, adhesion between the elastomeric body and the clutch hubs prevails. A method for forming such a conditionally backlash-free, elastic jaw clutch is in the DE 196 00 511 A1 described. Thus, a molded part is press-fitted between the mating claws of two congruent clutch hubs, heated to a limit temperature between the clutch hubs, and held at this threshold temperature for a time. The disadvantage here must be measured with great precision in the available space between the clutch hubs, wherein any deformations due to pressing or heating must be taken into account.

Nachteilig besteht jedoch auch nach dem Einpressen des Zwischenrings ein Spiel zwischen dem Elastomer und den metallisch ausgeführten Nabenkörpern. Dies führt, gemeinsam mit den Materialeigenschaften des Zwischenrings, zu einer geringeren Belastbarkeit des elastomeren Materials im Vergleich zu den meist metallisch ausgeführten Nabenkörpern. However, there is also a disadvantage after the press-fitting of the intermediate ring a clearance between the elastomer and the metallic hub bodies. This leads, together with the material properties of the intermediate ring, to a lower load capacity of the elastomeric material in comparison to the most metallic executed hub bodies.

Die DE 28 18 117 A1 beschreibt daher eine elastische Kupplung, die auch bei hohen Drehzahlen mit im Verhältnis zu ihrem Bauvolumen hohen Drehmomenten belastbar sein soll. Dazu weist sie drei oder mehr zu einem ersten Kupplungsteil gehörige Arme, zwischen den Armen angeordnete Widerlager und einen polygonartigen Ring aus Elastomerkörpern auf. Die aus wenigen Bauteilen bestehende Kupplung ist dennoch sehr kompliziert aufgebaut, was zu einer kostenintensiven Herstellung und einer aufwendigen Montage führt. Weiterhin wird bei der Kupplung das gesamte Drehmoment über die aus einem Blechstreifen gefertigten Widerlager übertragen, wobei die Belastbarkeit dieser Blechstreifen eine Schwachstelle darstellt und fraglich ist, inwieweit die Drehmomentfestigkeit der Kupplung tatsächlich gegeben ist.The DE 28 18 117 A1 Therefore, describes an elastic coupling, which should be able to be loaded even at high speeds with in relation to their volume high torque. For this purpose, it has three or more associated with a first coupling part arms, arranged between the arms abutment and a polygonal ring of elastomeric bodies. The existing of few components clutch is still very complicated, resulting in a costly production and a complex assembly leads. Furthermore, in the clutch, the entire torque is transmitted via the abutment made of a metal strip, the strength of these metal strips is a weak point and it is questionable to what extent the torque resistance of the clutch is actually given.

Ein weiteres Problem bekannter Elastomerkupplungen liegt in dem weit höheren Verschleiß des elastomeren Verbindungselements im Vergleich zu den metallischen Nabenkörpern. Daraus ergibt sich eine geringe Langzeitstabilität und Autonomie der gesamten Nabe, da regelmäßig die Elastomereinleger gewechselt werden müssen.Another problem with known elastomeric couplings is the far greater wear of the elastomeric connector compared to the metallic hub bodies. This results in a low long-term stability and autonomy of the entire hub, since regularly the elastomer inserts must be changed.

Um das Zwischenelement belastbarer und die Kosten für Verschleißelemente geringer zu gestalten, schlägt die DE 298 06 632 U1 ein aus einzelnen Zähnen gebildetes Zwischen- bzw. Elastomerelement vor, wobei die Zähne zum Einsetzen in die Räume zwischen den Mitnahmeklauen zu Montageeinheiten zusammenfügbar sind. Weiterhin soll die Ausbildung der Zähne aus verschiedenen Materialien eine Anpassung an verschiedene Anforderungen ermöglichen. Dabei können der Haltering für die Zähne und die einzelnen Zähne selbst aus verschiedenen Materialien bestehen oder die Zähne in Verbundbauweise, bspw. aus Materialien verschiedener Härte oder mit Metallarmierungen, aufgebaut sein. Beim Betrieb der Kupplung führt der Verzicht einer Fixierung der Zähne zueinander zu einer erhöhten Beweglichkeit der Zähne gegenüber den Kupplungsklauen und somit zu einem erhöhten Verschleiß.To make the intermediate element more resilient and lower the cost of wear elements, proposes the DE 298 06 632 U1 a formed from individual teeth intermediate or elastomeric element, wherein the teeth for insertion into the spaces between the driving claws to assembly units are joined together. Furthermore, the formation of teeth made of different materials should allow adaptation to different requirements. In this case, the retaining ring for the teeth and the individual teeth themselves may consist of different materials or the teeth in composite construction, for example. Of materials of different hardness or with metal reinforcements, be constructed. When operating the clutch, the absence of a fixation of the teeth leads to an increased mobility of the teeth relative to the coupling claws and thus to increased wear.

Auch im Bereich der Elastomerkupplungen existieren bereits Verbundlösungen. So beschreibt die DE 10 2010 027 841 A1 eine Kupplungsnabe für eine Klauenkupplung, bei der die Kupplungsklauen zumindest teilweise mit einem Kunststoffmantel beschichtet sind. Diese Beschichtung trägt insbesondere zu einer erhöhten Maßhaltigkeit der Kupplung nach dem Herstellungsprozess bei. Weiterhin können durch die Ausbildung der rotierenden Teile in Leichtbauweise die Schwungmomente der Kupplung verringert werden. Der Auftrag des Kunststoffs auf den Kupplungsnaben, die vorzugweise im Druckgussverfahren hergestellt werden, erfolgt bevorzugt in einem Spritzgießverfahren, bei dem die metallischen Kupplungsnaben als Einlegeteil für ein Spritzgießwerkzeug einer Kunststoff-Spritzgießmaschine verwendet werden.Composite solutions already exist in the field of elastomer couplings. That's how it describes DE 10 2010 027 841 A1 a clutch hub for a dog clutch, wherein the coupling claws are at least partially coated with a plastic jacket. This coating contributes in particular to an increased dimensional stability of the coupling after the manufacturing process. Furthermore, the moment of inertia of the clutch can be reduced by the design of the rotating parts in lightweight construction. The order of the plastic on the clutch hubs, which are preferably produced by die-casting, preferably takes place in an injection molding process in which the metallic clutch hubs are used as an insert for an injection molding of a plastic injection molding machine.

Ein Spritzgießverfahren zur Herstellung solch Kunststoff-beschichteter Verbundbauteile wird in der WO 2009/083196 A1 beschrieben. Demnach erfolgt die Herstellung eines solchen Verbundbauteils, indem ein erstes Vorprodukt durch einen ersten Gießprozess in einer ersten Gießmaschine gegossen und anschließend entnommen wird. Auf eine bestimmte Temperatur gebracht, wird dieses Vorprodukt anschließend in eine zweite Gießmaschine eingelegt und ein zweiter Gießprozess zur Bildung eines Metall/Kunststoff/Hybridteils durchgeführt. Bei der ersten Gießmaschine handelt es sich dabei um eine Metallgießmaschine und bei der zweiten um eine Kunststoffgießmaschine. Vorteilhaft kann in diesem Prozess die Restwärme des ersten Gießprozess ausgenutzt und so die zur Herstellung benötigte Zeit verringert werden.An injection molding process for producing such plastic-coated composite components is described in WO 2009/083196 A1 described. Accordingly, the production of such a composite component by a first precursor is poured through a first casting process in a first casting machine and then removed. Brought to a certain temperature, this precursor is then placed in a second casting machine and a second casting process to form a metal / plastic / hybrid part performed. The first casting machine is a metal casting machine and the second is a plastic casting machine. Advantageously, in this process, the residual heat of the first casting process can be utilized and thus the time required for the production can be reduced.

Zusammengefasst werden die Vorteile der bislang verfügbaren Elastomerkupplungen, bspw. die bedingt spielfreie und drehelastische Drehmomentübertragung, die Stoßdämpfung und der Versatzausgleich, durch eine Reihe von Nachteilen ausgeglichen. Dabei stellen vor allem das für die Passgenauigkeit erforderliche Übermaß und der hohe Verschleiß des Elastomerkörpers Probleme dar. Aufgrund der schwierigen Montage und der begrenzten Lebensdauer der Elastomerelemente ist eine wirtschaftliche Nutzung bekannter Elastomerkupplungen bislang nur begrenzt möglich.In summary, the advantages of the previously available elastomer clutches, for example the conditionally backlash-free and torsionally flexible torque transmission, the shock absorption and the offset compensation, are compensated for by a number of disadvantages. In particular, the oversize and the high wear of the elastomer body required for the accuracy of fit represent problems. Due to the difficult assembly and the limited service life of the elastomer elements, economic utilization of known elastomer couplings has hitherto only been possible to a limited extent.

Das Ziel der Erfindung ist es daher die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Hybrid-Elastomerkupplung mit den verstärkten Vorteilen spielfreier Elastomerkupplungen, insbesondere mit Drehfreiheit, Drehelastizität, Dämpfung und Versatzausgleich, vorzustellen, die gleichzeitig einen verringerten Verschleiß der Elastomerelemente und eine hohe Montagefreundlichkeit aufweist. Neben der erhöhten Wirtschaftlichkeit aufgrund der Langlebigkeit der Kupplung soll diese zudem einfach und kostengünstig in der Herstellung sein.The aim of the invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art and to present a hybrid elastomer coupling with the increased benefits of backlash elastomeric couplings, in particular with freedom from rotation, torsional elasticity, damping and offset compensation, which at the same time a reduced wear of the elastomeric elements and high ease of assembly having. In addition to the increased efficiency due to the longevity of the clutch, this should also be easy and inexpensive to manufacture.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung gemäß dem Hauptanspruch sowie durch eine spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung gemäß Anspruch 8 erhältlich durch ein kombiniertes Druckguss- und Spritzgießverfahren.This object is achieved by a backlash-free hybrid elastomer coupling according to the main claim and by a backlash-free hybrid elastomer coupling according to claim 8 obtainable by a combined die-casting and injection molding.

Im Sinne dieser Schrift ist eine Elastomerkupplung eine Klauenkupplung, bei der ein Formschluss nicht zwischen den Klauen der Kupplungsnaben selbst zustande kommt sondern über ein Elastomer vermittelt wird.For the purposes of this document, an elastomer coupling is a dog clutch, in which a positive connection does not occur between the claws of the clutch hubs themselves but is conveyed via an elastomer.

Eine Klauenkupplung im Sinne dieser Schrift weist zwei längserstreckte Kupplungsnaben auf, die bevorzugt symmetrisch zur Längsachse verteilte Massen und besonders bevorzugt rotationssymmetrisch verteilte Massen aufweisen. Besonders bevorzugt sind die Kupplungsnaben zumindest teilweise rotationssymmetrisch aufgebaut.A dog clutch in the sense of this document has two longitudinally extended coupling hubs which preferably have masses distributed symmetrically with respect to the longitudinal axis and particularly preferably rotationally symmetrically distributed masses. Particularly preferably, the clutch hubs are constructed at least partially rotationally symmetrical.

Die Kupplungsnaben weisen jeweils einen ersten Teil mit einer endseitigen zentrischen Wellenaufnahme auf. Der erste Teil der Kupplungsnabe kann dabei vollständig hohlzylinderförmig ausgebildet sein oder eine zentrische Bohrung mit einer Tiefe kleiner als die Längsausdehnung des ersten Teils aufweisen. Ist der erste Teil der Kupplung nicht rotationssymmetrisch aufgebaut, wird der Umfang des ersten Teils durch dessen größte radiale Ausdehnung bestimmt.The coupling hubs each have a first part with an end-side centric shaft receptacle. The first part of the clutch hub can be completely hollow cylindrical be formed or have a central bore with a depth smaller than the longitudinal extent of the first part. If the first part of the coupling is not rotationally symmetrical, the circumference of the first part is determined by its greatest radial extent.

Die Kupplungsnaben weisen an dem der Wellenaufnahme gegenüberliegenden Ende einen zweiten Teil auf. Dieser Teil ist durch eine Aufstandsfläche und von dieser Aufstandsfläche in axialer Richtung abstehenden Mitnahmeklauen gebildet. Die Aufstandsfläche ist dabei bevorzugt als Kreisring oder Kreisscheibe ausgebildet, es sind jedoch auch andere Formen, insbesondere bzgl. des Umfangs der Aufstandsfläche, denkbar. Die radiale Ausdehnung der Aufstandsfläche kann der radialen Ausdehnung des ersten Teils entsprechen oder diese übersteigen. Ist die Aufstandsfläche als Kreisring ausgebildet sind die Mitnahmeklauen ausschließlich auf diesem Kreisring befestigt, können über diesen jedoch in radialer Richtung auskragen.The coupling hubs have at the opposite end of the shaft receiving a second part. This part is formed by a footprint and projecting from this footprint in the axial direction driving claws. The footprint is preferably formed as a circular ring or disc, but there are also other forms, in particular with respect. The circumference of the footprint, conceivable. The radial extent of the footprint may be equal to or greater than the radial extent of the first part. If the footprint is formed as a circular ring, the driving claws are fastened exclusively on this circular ring, but can protrude beyond it in the radial direction.

Die Mitnahmeklauen der einzelnen Kupplungsnaben füllen die jeweilige Aufstandsfläche nur teilweise aus. Dabei sind in umfänglicher Richtung der Aufstandsfläche Unterbrechungen vorgesehen, in denen keine Mitnahmeklauen angeordnet sind. Diese Unterbrechungen stehen somit für den Eingriff der Mitnahmeklauen der zweiten Kupplungsnabe offen. Durch die Mitnahmeklauen beider Naben kann so in Drehrichtung der Kupplung ein Formschluss erfolgen. Da es sich erfindungsgemäß um eine Elastomerkupplung handelt, ist zu beachten, dass sich die ineinander eingreifenden Mitnahmeklauen zweier zusammengefügter Kupplungsnaben nicht zu einem geschlossenen Kreisring ergänzen sondern der Formschluss der Klauen erst über ein zusätzliches Elastomerelement vermittelt wird.The driving claws of the individual clutch hubs fill the respective footprint only partially. In this case, interruptions are provided in the circumferential direction of the footprint, in which no driving claws are arranged. These interruptions are thus open to the engagement of the driving claws of the second clutch hub. Due to the driving claws of both hubs, a positive connection can thus be made in the direction of rotation of the clutch. Since it is an elastomeric coupling according to the invention, it should be noted that the intermeshing driving claws of two assembled coupling hubs do not complement one another to form a closed circular ring, but that the positive locking of the claws is only mediated via an additional elastomer element.

Die erfindungsgemäße spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung weist mindestens zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordnete Kupplungsnaben mit jeweils einer endseitig angeordneten Aufstandsfläche und von dieser Aufstandsfläche in axialer Richtung abstehenden Mitnahmeklauen auf, wobei beide Naben, insbesondere deren Aufstandsflächen und die Mitnahmeklauen, zumindest teilweise mit einer thermo- oder duroplastischen Beschichtung versehen sind. Erfindungsgemäß sind die beiden Kupplungsnaben weiter über ein Elastomer stoff- und formschlüssig miteinander verbunden. Die Verbindung über das Elastomer erfolgt dabei bevorzugt im Bereich der Aufstandsflächen und der Mitnahmeklauen.The backlash-free hybrid elastomer coupling according to the invention has at least two arranged on a common axis clutch hubs each having a contact surface arranged end side and projecting from this footprint in the axial direction Mitnahmeklauen, both hubs, in particular their contact surfaces and the driving claws, at least partially with a thermo or thermosetting coating are provided. According to the invention, the two coupling hubs are further connected to one another via an elastomer material and form-fitting manner. The connection via the elastomer is preferably carried out in the area of the footprints and the driving claws.

Vorteilhaft wird durch die Verbindung der Naben ein Elastomer ein Spiel in der Verbindung der beiden Naben vorteilhaft sowohl im Neu- als auch im Gebrauchszustand vollständig verhindert. Das Spiel der Kupplungsnaben ist im Drehmoment-Drehwinkel-Diagramm durch einen zur Abszisse parallelen Abschnitt beider Kurvenäste erkennbar. Die Spielfreiheit bleibt weiterhin vorteilhaft über die gesamte Lebensdauer der Kupplung bestehen, solange die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Nabenkörpern gegeben ist.Advantageously, by the connection of the hubs an elastomer game in the connection of the two hubs advantageously both in new and in use completely prevented. The play of the clutch hubs is recognizable in the torque / rotation angle diagram by a section parallel to the abscissa of both cam branches. The backlash remains beneficial over the life of the clutch continue as long as the cohesive connection between the hub bodies is given.

Ebenfalls vorteilhaft wird durch die stoff- und formschlüssige Verbindung der Naben, deren Radialversatz zueinander vorteilhaft auf unter 0,25 mm, bevorzugt unter 0,2 mm und besonders bevorzugt unter 0,15 mm reduziert. Der Axialversatz der Naben zueinander wird durch die erfindungsgemäße Verbindung vorteilhaft auf unter 2 mm, bevorzugt unter 1,5 mm und besonders bevorzugt unter 1mm reduziert. Der Winkelversatz der Naben zueinander wird durch die erfindungsgemäße Verbindung vorteilhaft auf unter 2°, bevorzugt unter 1,5° und besonders bevorzugt auf unter 1° reduziert. Also advantageous is the material and form-locking connection of the hubs, the radial offset to each other advantageously reduced to less than 0.25 mm, preferably less than 0.2 mm and more preferably less than 0.15 mm. The axial offset of the hubs from one another is advantageously reduced by the compound according to the invention to less than 2 mm, preferably less than 1.5 mm and particularly preferably less than 1 mm. The angular offset of the hubs from one another is advantageously reduced by the compound according to the invention to below 2 °, preferably below 1.5 ° and particularly preferably below 1 °.

Die Mitnahmeklauen der Kupplungsnaben greifen dabei bevorzugt ineinander ein ohne sich zu berühren, wobei in Umfangsrichtung aufeinander folgende Mitnahmeklauen wechselweise zu einer der beiden Kupplungsnaben gehörig sind. Bevorzugt weisen die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Mitnahmeklauen Abstände zwischen einander auf, die mit dem Elastomer gefüllt sind. Bevorzugt sind die Abstände zwischen den in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Mitnahmeklauen äquidistant.The driving claws of the clutch hubs preferably engage with each other without touching each other, with successive driving claws alternately belonging to one of the two clutch hubs in the circumferential direction. Preferably, the driving claws consecutive in the circumferential direction have spacings between one another which are filled with the elastomer. Preferably, the distances between the circumferentially consecutive driving claws are equidistant.

Bevorzugt ist das Elastomer zumindest teilweise mit der thermo- oder duroplastischen Beschichtung beider Kupplungsnaben stoffschlüssig verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung der Naben untereinander wird also über die jeweilige stoffschlüssige Verbindung der Nabenkörper zur thermo- oder duroplastischen Beschichtung sowie über die jeweilige stoffschlüssige Verbindung dieser Beschichtung zum Elastomer vermittelt. Vorteilhaft fungiert die Beschichtung dabei als Haftvermittler für das zwischen den Naben befindliche Elastomer und trägt somit zur Festigkeit der Verbindung zwischen den Naben bei. Somit sind mit der Nabe vorteilhaft auch hohe Drehmomente sicher übertragbar.Preferably, the elastomer is at least partially cohesively connected to the thermosetting or thermosetting coating of both coupling hubs. The cohesive connection of the hubs with each other is thus mediated via the respective cohesive connection of the hub body for thermosetting or thermosetting coating as well as the respective cohesive connection of this coating to the elastomer. Advantageously, the coating acts as a bonding agent for the elastomer located between the hubs and thus contributes to the strength of the connection between the hubs. Thus, with the hub and high torques are also advantageous transferable.

Bevorzugt wird das zwischen den Kupplungsnaben befindliche, durch den Umfang der Aufstandsfläche begrenzte und zwischen den in axialer Richtung überlappenden Mitnahmeklauen verbleibende Volumen vollständig von dem Elastomer ausgefüllt. Im Falle einer durchgehend hohlzylinderförmigen Nabe, wird dieses Volumen somit zum einen durch die planparallelen Stirnseiten der sich gegenüberstehenden Kupplungsnaben und zum anderen durch den äußeren Umfang der die Aufstandsflächen bildendenden Kreisringe begrenzt. Auf die innere Öffnung der Kreisringe kommt es hinsichtlich des vom Elastomer gefüllten Volumens dabei nicht an. Dieses hat vielmehr die Form des sich zwischen den Stirnseiten befindlichen Kreiszylinders, abzüglich des Volumens der sich zwischen den Stirnflächen befindlichen Mitnahmeklauen.Preferably, the volume between the clutch hubs, which is limited by the circumference of the contact surface and which remains between the driving claws overlapping in the axial direction, is completely filled by the elastomer. In the case of a continuous hollow cylindrical hub, this volume is thus limited on the one hand by the plane-parallel end faces of the clutch hubs facing each other and on the other by the outer periphery of the contact surfaces forming circular rings. The inner opening of the circular rings does not matter with regard to the volume filled by the elastomer. This rather has the shape of itself between the end faces located circular cylinder, minus the volume of the driving claws located between the faces.

Weiterhin bevorzugt weisen die Kupplungsnaben eine durch das Elastomer vermittelte stoffschlüssige Verbindung auch über die Aufstandsflächen und die Mitnahmeklauen hinaus auf. Dabei geht die Beschichtung mit dem thermo- oder duroplastischen Kunststoff ebenfalls über den Bereich der Aufstandsflächen und der Mitnahmeklauen hinaus. Somit werden vorteilhaft die Kontaktflächen zwischen den Nabenkörpern und der Beschichtung und ebenfalls bevorzugt die Kontaktflächen zwischen der Beschichtung und dem Elastomer vergrößert. Dadurch wird vorteilhaft eine abermals verbesserte Kraftübertragung zwischen den Nabenkörpern gewährleistet.Furthermore, preferably, the coupling hubs have a cohesive connection mediated by the elastomer even beyond the contact surfaces and the driving claws. The coating with the thermoplastic or thermosetting plastic also goes beyond the area of the contact areas and the driving claws. Thus, the contact surfaces between the hub bodies and the coating and also preferably the contact surfaces between the coating and the elastomer are advantageously increased. This advantageously ensures a further improved power transmission between the hub bodies.

Ebenfalls bevorzugt weisen die für die Verbindung zwischen Nabenkörpern und Beschichtung sowie zwischen Beschichtungen und Elastomer vorgesehenen Kontaktstellen eine für die Festigkeit der Verbindung vorteilhafte Gestaltung auf. So können bspw. zirkumferenziell angeordnete Hinterschneidungen an den Nabenkörpern vorgesehen sein, die später mit dem Elastomer gefüllt werden und so zur Zugfestigkeit der erfindungsgemäßen Kupplung beitragen.Also preferably, the intended for the connection between hub bodies and coating and between coatings and elastomer contact points advantageous for the strength of the compound design. Thus, for example, circumference-arranged undercuts can be provided on the hub bodies, which are later filled with the elastomer and thus contribute to the tensile strength of the coupling according to the invention.

Die Nabenkörper der erfindungsgemäßen Kupplung sind aus Gründen der Gewichtsreduktion bevorzugt aus einem Nichteisenmetall bzw. aus einer Legierung eines Nichteisenmetalls gebildet. Besonders bevorzugt sind die Nabenkörper aus Aluminium oder Zink bzw. einer Zinklegierung gebildet. Die Wahl dieser Materialien trägt zum einen zu einer Gewichtreduktion gegenüber bekannten Elastomerkupplungen bei, die vorrangig aus Stahl gefertigt werden. Weiterhin sind Nichteisenmetalle, wie Zink, Aluminium oder Magnesium, bzw. Legierungen dieser Metalle besonders für das Druckgussverfahren geeignet und erlauben auf diesem Weg auch die Herstellung komplizierter Bauteilgeometrien.For the sake of weight reduction, the hub bodies of the coupling according to the invention are preferably formed from a non-ferrous metal or from an alloy of a non-ferrous metal. Particularly preferably, the hub bodies are formed from aluminum or zinc or a zinc alloy. The choice of these materials contributes to a weight reduction over known elastomer couplings, which are primarily made of steel. Furthermore, non-ferrous metals, such as zinc, aluminum or magnesium, or alloys of these metals are particularly suitable for die casting and allow in this way, the production of complex component geometries.

Für die thermo- oder duroplastische Beschichtung der Nabenkörper werden bevorzugt PET, PBT oder PA verwendet, es sind jedoch auch andere Kunststoffe einsetzbar. Von den Erfindern entwickelte und aus dem Stand der Technik bekannte mit Thermoplast beschichtete Hybridnaben für Klauenkupplungen sind in der DE 10 2010 027 841 A1 beschrieben, auf deren Inhalt hier auf durch Verweis vollumfänglich Bezug genommen wird. Die für die thermo- oder duroplastische Beschichtung verwendeten Kunststoffe können zudem mit Kurzfasern, bspw. Glasfasern, Aramid- oder Kohlenstofffasern, verstärkt sein. Der Größe der den Kunststoffen zugesetzten Kurzfasern werden dabei in der Regel durch die im Druckgussverfahren eingesetzten Werkzeugmaschinen Grenzen gesetzt.PET, PBT or PA are preferably used for the thermosetting or thermosetting coating of the hub body, but other plastics can also be used. Thermoplastic coated hybrid hubs for jaw clutches developed by the present inventors and known in the art DE 10 2010 027 841 A1 The contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety. The plastics used for the thermosetting or thermosetting coating can also be reinforced with short fibers, for example glass fibers, aramid or carbon fibers. The size of the short fibers added to the plastics are generally set by the machine tools used in the die casting process limits.

Bei dem Elastomer handelt es sich bevorzugt um ein thermoplastisches Elastomer, ausgewählt aus TPO, TPV, TPU, TPC, TPS und TPA. Dieses Elastomer hat in der erfindungsgemäßen Hybrid-Elastomerkupplung eine Doppelfunktion. Zum einen dient es der stoffschlüssigen Verbindung der Kupplungsnaben, wobei es insbesondere auf die Qualität der stoffschlüssigen Verbindung des Elastomers mit der beschichteten Oberfläche der Nabe ankommt. Durch eine beständige, abrissfeste Verbindung wird dabei vorteilhaft ein Spiel zwischen den Nabenkörpern und dem Elastomer vermieden und somit der Verschleiß des Elastomers im Vergleich zu bekannten Elastomerkupplungen drastisch reduziert.The elastomer is preferably a thermoplastic elastomer selected from TPO, TPV, TPU, TPC, TPS and TPA. This elastomer has a dual function in the hybrid elastomer coupling according to the invention. On the one hand, it serves for the cohesive connection of the coupling hubs, whereby in particular the quality of the cohesive connection of the elastomer with the coated surface of the hub arrives. By a resistant, tear-resistant connection while a clearance between the hub bodies and the elastomer is advantageously avoided and thus reduces the wear of the elastomer compared to known elastomer clutches drastically.

Das thermo- oder duroplastische Beschichtungsmaterial wirkt bei der erfindungsgemäßen Kupplung vorteilhaft in der Art eines Haftvermittlers. Durch die Beschichtung der Kupplungsnaben und deren anschließender stoffschlüssiger Verbindung mittels des Elastomers trägt somit vor allem die stoffschlüssige Verbindung des Thermo- oder Duroplasts mit dem Elastomer zu Festigkeit der Verbindung bei.The thermoplastic or thermosetting coating material acts in the coupling according to the invention advantageously in the manner of an adhesion promoter. By the coating of the clutch hubs and their subsequent cohesive connection by means of the elastomer thus contributes, in particular the cohesive connection of the thermoset or thermoset with the elastomer to strength of the compound.

Besonders bevorzugt wird PET als Beschichtungs- und TPC als Elastomermaterial für die stoffschlüssige Verbindung der Naben benutzt, da mit dieser Materialkombination vorteilhaft eine sehr feste formschlüssige Verbindung zwischen den Naben erreicht wird. Weiterhin besonders bevorzugt sind die Kombinationen von PBT und TPC, PET und TPE sowie PBT und TPE, die zu gleichermaßen festen formschlüssigen Verbindungen zwischen den Naben führen.Particularly preferably, PET is used as the coating material and TPC as the elastomeric material for the cohesive connection of the hubs, since with this combination of materials a very strong positive connection between the hubs is advantageously achieved. Further particularly preferred are the combinations of PBT and TPC, PET and TPE as well as PBT and TPE, which lead to equally strong form-fitting connections between the hubs.

Eine abgelöste Elastomerkomponente, wie sie in bekannten Elastomerkupplungen immer gegeben ist, unterliegt einem starken Verschleiß. Ein solches loses Teil erzeugt zudem hohe Druckkräfte in der Kupplung und belastet dadurch die Kupplungsnaben stark. Bei der spielfreien Hybrid-Elastomerkupplung werden derartige Belastungen durch die stoff- und formschlüssige Verbindung von Elastomer und Thermoplast vorteilhaft vermieden. So wird vorteilhaft die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Kupplung erhöht und gleichzeitig eine langzeitbeständige Spielfreiheit garantiert. A detached elastomer component, as is always the case in known elastomer couplings, is subject to severe wear. Such a loose part also generates high pressure forces in the clutch and thereby heavily loaded the clutch hubs. In the backlash-free hybrid elastomer coupling such stresses are avoided by the material and positive connection of elastomer and thermoplastic advantageous. Thus, advantageously, the life of the coupling according to the invention is increased and at the same time guarantees a long-term stable backlash.

Die erfindungsgemäß spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung weist aufgrund der stoffschlüssigen Verbindung durch das Elastomer, die aufgrund einer als Haftvermittler dienenden Kunststoffbeschichtung eine hohe Abrissfestigkeit aufweist, vorteilhaft eine hohe Drehsteifigkeit, ein geringes Gewicht, eine, zumindest annähernd, vollständige Spielfreiheit und eine stark erhöhte Lebensdauer auf.The inventive backlash-free hybrid elastomer coupling has due to the cohesive connection by the elastomer, which has a high peel strength due to serving as a bonding agent plastic coating, advantageously a high torsional stiffness, low weight, one, at least approximately, complete backlash and a much longer life.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die erfindungsgemäße spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung in einteiliger Form vor und ist aus zwei einteiligen Kupplungsnaben aufgebaut, die über ein Elastomer miteinander verbunden sind. Diese einteilige spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung weist weiterhin bevorzugt Mittel zur drehfesten Fixierung der Antriebs- und Abtriebswelle auf. Dazu weisen beide Kupplungsnaben an oder in der zentrischen Wellenaufnahme angeordnete Mittel zur formschlüssigen drehfesten Fixierung, wie bspw. Passfedernuten, auf. Weiterhin bevorzugt weisen die Naben auch Mittel zur formschlüssigen, axialen Fixierung der Wellen in der Wellenaufnahme auf. Die einteilige Ausführung der erfindungsgemäßen Nabe ermöglicht weiterhin eine Gewichtsreduktion im Vergleich zu konventionellen Elastomerkupplungen mit Stahlnaben.In a preferred embodiment, the backlash-free hybrid elastomer coupling according to the invention is in one-piece form and is composed of two built one-piece clutch hubs, which are connected to each other via an elastomer. This one-piece backlash-free hybrid elastomer coupling furthermore preferably has means for the rotationally fixed fixing of the drive and output shafts. For this purpose, both coupling hubs on or in the central shaft receiving means arranged for the positive rotationally fixed fixation, such as. Keyway grooves, on. Furthermore, the hubs preferably also have means for the positive, axial fixation of the shafts in the shaft receptacle. The one-piece design of the hub according to the invention further allows a weight reduction compared to conventional elastomer couplings with steel hubs.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform liegt die erfindungsgemäße Kupplung als Ausbaukupplung vor und ist mehrteilig ausgeführt, wobei die zwei stoffschlüssig miteinander verbundenen Kupplungsnaben jeweils mehrteilig ausgeführt sind. Die Naben weisen dabei Mittel zur kraftschlüssigen Fixierung der Antriebs- bzw. Abtriebswelle in der zentrischen Wellenaufnahme auf. Diese Mittel sind besonders bevorzugt als Klemmschalen ausgebildet, die sowohl eine drehfeste als auch eine axiale Fixierung der Welle ermöglichen. Auch die mehrteilige Ausführung der erfindungsgemäßen Nabe mit zusätzlichen Klemm-Halbschalen ermöglicht eine Gewichtsreduktion im Vergleich zu konventionellen Stahlnaben. Da für Ausbaukupplungen, aufgrund der starken Beanspruchungen an der Wellenaufnahme, bislang Stahl der bevorzugte Werkstoff ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Nabe besonders in dieser Ausführungsform eine erhebliche Gewichtsreduktion.In a likewise preferred embodiment, the coupling according to the invention is in the form of a dismounting coupling and has a multi-part design, the two cohesively interconnected coupling hubs each having a multi-part design. The hubs have means for non-positive fixing of the drive or output shaft in the central shaft mount. These means are particularly preferably designed as clamping shells, which allow both a rotationally fixed and an axial fixation of the shaft. The multi-part design of the hub according to the invention with additional clamping half-shells allows a weight reduction compared to conventional steel hubs. Since for steel couplings, due to the strong stresses on the shaft receiving, so far the preferred material is steel, the hub according to the invention enables a significant weight reduction, especially in this embodiment.

Weiterhin Gegenstand der Erfindung ist eine spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung, erhältlich durch ein Verfahren, aufweisen die Schritte:

  • – Druckguss zweier längserstreckter Nabenkörper, einseitig mit Aufstandsfläche und in axialer Richtung abstehenden Mitnahmeklauen, aus einem Nichtmetall oder einer Nichtmetalllegierung in einem Druckgusswerkzeug,
  • – Entnahme der Nabenkörper, jeweils Einlage in ein erstes Spritzgießwerkzeug und Anspritzen einer thermo- oder duroplastischen Beschichtung,
  • – Entnahme der beschichteten Nabenkörper und gemeinsame Einlage in ein zweites Spritzgießwerkzeug, wobei die Mitnahmeklauen beider Naben berührungslos ineinander eingreifen und in axialer Richtung überlappen und
  • – Einspritzen eines Elastomers in die zwischen den Nabenkörpern befindliche Kavität.
The invention further provides a backlash-free hybrid elastomer coupling, obtainable by a method, comprising the steps:
  • Die-casting of two elongated hub bodies, one-sided with contact patch and axially projecting driving claws, of a non-metal or a non-metal alloy in a die-casting tool,
  • Removal of the hub body, in each case insertion into a first injection mold and injection molding of a thermosetting or thermosetting coating,
  • - Removal of the coated hub body and common insert in a second injection mold, wherein the driving claws of both hubs contact each other without contact and overlap in the axial direction and
  • - Injecting an elastomer into the cavity located between the hub bodies.

Das zur Herstellung der erfindungsgemäßen spielfreien Hybrid-Elastomerkupplung notwendige Verfahren entspricht bis einschließlich der Beschichtung der einzelnen Nabenkörper mit einer thermo- oder duroplastischen Beschichtung weitgehend dem in der WO 2009/083196 A1 beschriebenen Verfahren. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kupplung macht es allerdings weiter notwendig, zwei jeweils beschichtete Nabenkörper, die für sich genommen jeweils ein Endprodukt des in der WO 2009/083196 A1 beschriebenen Verfahrens darstellen, in ein zweites Spritzgießwerkzeug einzulegen.The process necessary for the production of the backlash-free hybrid elastomer coupling according to the invention, up to and including the coating of the individual hub bodies with a thermosetting or thermosetting coating, largely corresponds to that in US Pat WO 2009/083196 A1 described method. However, the preparation of the coupling according to the invention makes it further necessary, two each coated hub body, taken in each case a final product of in the WO 2009/083196 A1 represent described method to insert in a second injection mold.

Die Einlage in das zweite geschlossene Spritzgießwerkzeug erfolgt dabei derart, dass die Mitnahmeklauen der Kupplungsnaben so ineinandergreifen, dass in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Klauen wechselweise zu einer der beiden Naben gehören, sich nicht berühren, bevorzugt äquidistante Abstände aufweisen und in axialer Richtung überlappen. Sind die Nabenkörper derart in dem zweiten Spritzgießwerkzeug fixiert, wird dieses geschlossen und ein Elastomer in die zwischen den Nabenkörpern befindliche Kavität eingespritzt.The insert into the second closed injection mold takes place in such a way that the driving claws of the coupling hubs mesh so that successive claws in the circumferential direction belong alternately to one of the two hubs, do not touch, preferably have equidistant distances and overlap in the axial direction. If the hub bodies are fixed in the second injection mold in such a way, this is closed and an elastomer is injected into the cavity located between the hub bodies.

In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht diese Kavität dem zwischen den Kupplungsnaben befindlichem, durch den Umfang der Aufstandsflächen begrenztem und zwischen den in axialer Richtung überlappenden Mitnahmeklauen verbleibendem Volumen. Am einfachsten ist das Einspritzen des Elastomers zu realisieren, wenn die Aufstandsflächen geschlossen, bspw. als geschlossene Kreisscheiben, ausgestaltet sind. Dann muss das in axialer Richtung zwischen den Kreisscheiben befindliche Volumen lediglich dem Umfang der Aufstandsflächen entsprechend, entlang seiner axialen Ausdehnung durch das zweite Spritzgießwerkzeug begrenzt werden. Sind die Aufstandsflächen nicht geschlossen, also bspw. als offener Kreisring, ausgebildet, ist zur Erzeugung geschlossener Aufstandsflächen eine kompliziertere Gestaltung des zweiten Spritzgießwerkzeugs oder das Einlegen zusätzlicher Abdeckplatten in das Spritzgießwerkzeug notwendig.In a preferred embodiment, this cavity corresponds to the volume remaining between the clutch hubs and being limited by the circumference of the contact surfaces and remaining between the driving claws overlapping in the axial direction. The easiest way to realize the injection of the elastomer, if the contact surfaces closed, for example. As closed circular discs, are configured. Then, the volume located in the axial direction between the circular disks must be limited only along the circumference of the contact surfaces, along its axial extent through the second injection mold. If the contact surfaces are not closed, that is to say, for example, as an open circular ring, a more complicated design of the second injection mold or the insertion of additional cover plates into the injection mold is necessary to produce closed contact surfaces.

Bevorzugt wird die im Druckgussschritt und im ersten Spritzgießschritt entstehende Wärme im darauf folgenden Prozessschritt genutzt. In beiden Spritzgießschritten müssen sowohl die in die geschlossenen Spritzgießwerkzeuge eingelegten Bauteile als auch die Werkzeuge selbst eine gewisse Temperatur aufweisen, um die Fließfähigkeit der Kunststoffe zu gewährleisten. Somit werden durch die Ausnutzung der Restwärme im zweiten Spritzgießschritt die energetischen Gesamtkosten des Prozesses gesenkt und Ausfrierungen verhindert.Preferably, the heat produced in the pressure casting step and in the first injection molding step is used in the subsequent process step. In both injection molding steps, both the components inserted in the closed injection molding tools and the tools themselves must have a certain temperature in order to ensure the flowability of the plastics. Thus, by utilizing the residual heat in the second injection molding step, the overall energy cost of the process is reduced and freezing is prevented.

Weiterhin bevorzugt wird die Temperierung der Spritzgießwerkzeuge vorteilhaft durch die Ausnutzung der Restwärme des jeweils vorangegangenen Prozessschritts gewährleistet und/oder aktiv eingeregelt. Somit ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Hybridkupplung vorteilhaft auch in einem vollautomatisierten Betrieb und/oder in einer geschlossenen Fertigungszelle problemlos und wirtschaftlich möglich.Further preferably, the temperature of the injection molds is advantageously ensured by the utilization of the residual heat of the respective preceding process step and / or actively regulated. Thus, the production of the hybrid coupling according to the invention is also advantageous in a fully automated operation and / or in a closed manufacturing cell easily and economically possible.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren und einem Ausführungsbeispiel erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Dabei zeigen:Hereinafter, the invention will be explained with reference to figures and an embodiment, without being limited thereto. Showing:

1: Eine einteilige spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung in einer perspektivischen Darstellung sowie in einer perspektivischen Schnittdarstellung; 1 : A one-piece backlash-free hybrid elastomer coupling in a perspective view and in a perspective sectional view;

2: Eine mehrteilige spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung als Ausbaukupplung in einer perspektivischen Darstellung sowie in einer perspektivischen Schnittdarstellung; 2 : A multi-part backlash-free hybrid elastomer coupling as an expansion coupling in a perspective view and in a perspective sectional view;

3: Die Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie einer Standard-Elastomerkupplung im Neu- und im Gebrauchtzustand; 3 : The torque-torque curve of a standard elastomer coupling in new and used condition;

4: Die Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie einer erfindungsgemäßen Hybridkupplung im Neu- und im Gebrauchtzustand. 4 : The torque-rotational angle characteristic of a hybrid clutch according to the invention in new and used condition.

In 1 und 2 sind zwei erfindungsgemäße spielfreie Hybrid-Elastomerkupplungen abgebildet. Diese sind jeweils aus zwei aus Zink bestehenden Kupplungsnaben 1, 2 gebildet und weisen jeweils einen ersten Teil mit einer zentrischen Wellenaufnahme 7 und einen zweiten Teil mit einer Aufstandsfläche 10 und Mitnahmeklauen 5, 6 auf. Die Aufstandsflächen 10 und Mitnahmeklauen 5, 6 der Naben 1, 2 sind jeweils mit einer Beschichtung 3 aus thermo- oder duroplastischen Material versehen. An die Beschichtung 3 schließt sich ein Elastomer 4 an, das die beiden beschichteten Nabenkörper 1, 2 stoffschlüssig miteinander verbindet.In 1 and 2 two play-free hybrid elastomer couplings according to the invention are shown. These are each made of two clutch hubs made of zinc 1 . 2 formed and each have a first part with a central shaft recording 7 and a second part with a footprint 10 and takeaway claws 5 . 6 on. The footprints 10 and takeaway claws 5 . 6 the hubs 1 . 2 each with a coating 3 made of thermosetting or thermosetting material. To the coating 3 closes an elastomer 4 on that the two coated hub bodies 1 . 2 cohesively connects with each other.

Die in 1 gezeigte Kupplung ist eine einteilige Kupplung, bestehend aus zwei über ein Elastomer 4 stoffschlüssig miteinander verbundenen einteiligen Naben 1, 2. Die Naben bestehen dabei aus Zink. Der im Bereich der Aufstandsfläche 10 und Mitnahmeklauen 5, 6 auf die Naben aufgebrachte Thermoplast 3.In the 1 The coupling shown is a one-piece coupling consisting of two via an elastomer 4 cohesively interconnected one-piece hub 1 . 2 , The hubs are made of zinc. The one in the area of the footprint 10 and takeaway claws 5 . 6 thermoplastic applied to the hubs 3 ,

Die in 2 gezeigte Kupplung ist eine mehrteilige Ausbaukupplung, bestehend aus zwei jeweils zweiteiligen Naben 1, 2, die über ein Elastomer 4 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die Naben weisen zur Fixierung einer in die zentrische Wellenaufnahme eingeführten Welle jeweils eine Klemmschelle 8, 9 auf, die jeweils mittels vier Schrauben an den Nabenkörpern 1, 2 befestigt werden. Im Bereich der Aufstandsfläche 10 und Mitnahmeklauen 5, 6 ist ein Thermoplast 3 auf die Nabe aufgetragen.In the 2 The coupling shown is a multi-part expansion coupling, consisting of two two-piece hubs 1 . 2 that have an elastomer 4 are cohesively connected to each other. The hubs each have a clamp for fixing a shaft inserted into the centric shaft receptacle 8th . 9 on, each by means of four screws on the hub bodies 1 . 2 be attached. In the area of the footprint 10 and takeaway claws 5 . 6 is a thermoplastic 3 applied to the hub.

In 3 sind die Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinien einer Standard-Elastomerkupplung im Neuzustand und im Gebrauchtzustand nach 11,5 Mio. Lastwechseln abgebildet.In 3 are the torque-torque curve characteristics of a standard elastomer coupling in new condition and in the used state after 11.5 million load changes shown.

Der Auftrag von Drehmoment und Drehwinkel in Form von Hysteresekurven ermöglicht die Ermittlung des Spiels der Kupplungen. Deren Spiel ist dabei durch die Abweichung der beiden Pfade der Hysteresekurven beim Nulldurchgang charakterisiert, wobei Spiel vorliegt, wenn die Kurven im Bereich der Richtungsumkehr parallel zur Verdrehwinkelachse verlaufen. Gleichzeitig ist die Härte der Kupplungen aus dem Anstieg der Kurven ablesbar, wobei flache Kurven weiche Kupplungen und steile Kurven harte Kupplungen charakterisieren.The order of torque and angle of rotation in the form of hysteresis curves allows the determination of the play of the clutches. Their game is characterized by the deviation of the two paths of the hysteresis curves at zero crossing, where there is play when the curves in the direction reversal parallel to the Verdrehwinkelachse. At the same time, the hardness of the clutches can be read from the rise of the curves, with flat curves characterizing soft clutches and steep curves hard clutches.

Wie aus 3 ablesbar, ist die Standard-Elastomerkupplung weder im neuen noch im gebrauchten Zustand spielfrei.How out 3 readable, the standard elastomer coupling is no play in the new or used condition.

Die 4 zeigt die Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinien einer erfindungsgemäßen Hybrid-Elastomerkupplung im Neu- und im Gebrauchtzustand nach einer 11,5 Mio. Lastwechseln abgebildet. Die erfindungsgemäße Hybrid-Elastomerkupplung wurde dabei demselben Prüfblock unterzogen wie die Standard-Elastomerkupplung in 3. Nach den 11,5 Mio. Lastwechseln ist der Kurvenverlauf für die erfindungsgemäße Hybrid-Elastomerkupplung deutlich flacher und die Kupplung somit deutlich weicher als zu Beginn des Prüfblocks; ihre Spielfreiheit bleibt jedoch über die gesamten Lastwechsel erhalten.The 4 shows the torque-rotational angle characteristics of a hybrid elastomer clutch according to the invention in new and used condition after a 11.5 million load changes shown. The hybrid elastomer coupling according to the invention was subjected to the same test block as the standard elastomer coupling in 3 , After the 11.5 million load changes, the curve for the hybrid elastomer clutch according to the invention is significantly flatter and the clutch thus significantly softer than at the beginning of the test block; their freedom of play, however, remains over the entire load changes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kupplungsnabeclutch
22
Kupplungsnabeclutch
33
ThermoplastbeschichtungThermoplastic coating
44
Elastomerelastomer
55
Mitnahmeklauedriving claw
66
Mitnahmeklauedriving claw
77
zentrische Wellenaufnahmecentric shaft recording
88th
Klemmschelleclamp
99
Klemmschelleclamp
1010
Aufstandsflächefootprint

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • WO 2009/083196 A1 [0014, 0041, 0041] WO 2009/083196 A1 [0014, 0041, 0041]

Claims (9)

Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung, aufweisend mindestens zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordnete Kupplungsnaben (1, 2) mit jeweils einer endseitig angeordneten Aufstandsfläche (10) und von dieser in axialer Richtung abstehenden Mitnahmeklauen (5, 6), wobei beide Naben zumindest teilweise mit einer thermo- oder duroplastischen Beschichtung (3) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Naben über ein Elastomer (4) stoff- und formschlüssig miteinander verbunden sind.Backlash-free hybrid elastomer coupling, comprising at least two coupling hubs arranged on a common axis ( 1 . 2 ) each having a contact surface arranged at the end ( 10 ) and from this axially projecting driving claws ( 5 . 6 ), both hubs being at least partially covered by a thermosetting or thermosetting coating ( 3 ), characterized in that the hubs are provided with an elastomer ( 4 ) are materially and positively connected with each other. Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (4) zumindest mit der thermo- oder duroplastischen Beschichtung (3) beider Kupplungsnaben (1, 2) stoff- und formschlüssig verbunden ist.Backlash-free hybrid elastomer coupling according to claim 1, characterized in that the elastomer ( 4 ) at least with the thermosetting or thermosetting coating ( 3 ) of both clutch hubs ( 1 . 2 ) is material and positively connected. Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (4) ein zwischen den Kupplungsnaben (1, 2) befindliches, durch den Umfang der Aufstandsflächen (10) begrenztes und zwischen den in axialer Richtung überlappenden Mitnahmeklauen (5, 6) verbleibendes Volumen vollständig ausfüllt.Backlash-free hybrid elastomer coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the elastomer ( 4 ) between the clutch hubs ( 1 . 2 ), by the extent of the footprints ( 10 ) limited and between the axially overlapping driving claws ( 5 . 6 ) completely fills the remaining volume. Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsnaben (1, 2) aus einem Nichteisenmetall oder einer Legierung eines Nichteisenmetalls gebildet sind.Backlash-free hybrid elastomer coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling hubs ( 1 . 2 ) are formed of a non-ferrous metal or an alloy of a non-ferrous metal. Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermo- oder duroplastische Beschichtung (3) aus PET, PBT oder PA besteht und/oder kurzfaserverstärkt ist.Backlash-free hybrid elastomer coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the thermosetting or thermosetting coating ( 3 ) consists of PET, PBT or PA and / or short fiber reinforced. Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Elastomer (4) um ein thermoplastisches Elastomer, ausgewählt aus TPO, TPV, TPU, TPC, TPS oder TPA, handelt.Backlash-free hybrid elastomer coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the elastomer ( 4 ) is a thermoplastic elastomer selected from TPO, TPV, TPU, TPC, TPS or TPA. Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsnaben (1, 2) einteilig ausgeführt sind und Mittel zur drehfesten und/oder axialen Fixierung einer Welle in einer zentrischen Wellenaufnahme (7) aufweisen.Backlash-free hybrid elastomer coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling hubs ( 1 . 2 ) are made in one piece and means for rotationally fixed and / or axial fixation of a shaft in a centric shaft receiving ( 7 ) exhibit. Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsnaben (1, 2) mehrteilig ausgeführt sind und/oder lösbare Klemmschalen (8, 9) zur Fixierung einer Welle in einer zentrischen Wellenaufnahme (7) aufweisen.Backlash-free hybrid elastomer coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling hubs ( 1 . 2 ) are made in several parts and / or detachable clamping shells ( 8th . 9 ) for fixing a shaft in a centric shaft mount ( 7 ) exhibit. Spielfreie Hybrid-Elastomerkupplung, erhältlich durch ein Verfahren, aufweisend die Schritte: a. Druckguss zweier längserstreckter Nabenkörper (1, 2), einseitig mit Aufstandsfläche (10) und von dieser in axialer Richtung abstehenden Mitnahmeklauen (5, 6), aus einem Nichtmetall oder einer Nichtmetalllegierung in einem Druckgusswerkzeug, b. Entnahme der Nabenkörper (1, 2), jeweils Einlage in ein erstes Spritzgießwerkzeug und Anspritzen einer thermo- oder duroplastischen Beschichtung (3), c. Entnahme der beschichteten Nabenkörper (1, 2) und gemeinsame Einlage in ein zweites Spritzgießwerkzeug, wobei die Mitnahmeklauen (5, 6) beider Naben (1, 2) berührungslos ineinander eingreifen und in axialer Richtung überlappen, d. Einspritzen eines Elastomers (4) in die zwischen den Nabenkörpern (1, 2) befindliche Kavität.A backlash hybrid elastomeric coupling obtainable by a method comprising the steps of: a. Die casting of two elongated hub bodies ( 1 . 2 ), one-sided with footprint ( 10 ) and from this axially projecting driving claws ( 5 . 6 ), of a non-metal or a non-metal alloy in a die-casting tool, b. Removal of the hub body ( 1 . 2 ), each insert in a first injection mold and injection molding of a thermosetting or thermosetting coating ( 3 c. Removal of the coated hub body ( 1 . 2 ) and common insert into a second injection mold, wherein the driving claws ( 5 . 6 ) of both hubs ( 1 . 2 Contactlessly engage each other and overlap in the axial direction, d. Injection of an elastomer ( 4 ) in between the hub bodies ( 1 . 2 ) located cavity.
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