DE2622003B2

DE2622003B2 - Elastische Wellenkupplung, insbesondere Kardanwellen-Kupplung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2622003B2
Application number: DE2622003A
Authority: DE
Inventors: Bruno 7120 Bietigheim Beeskow; Rudolf Dipl.-Phys. Dr. 7300 Esslingen Hoernig; Guenter 7053 Rommelshausen Woerner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-05-18
Filing date: 1976-05-18
Publication date: 1979-10-18
Also published as: FR2352210B1; FR2352210A1; GB1582208A; SE432295B; US4182139A; JPS52140758A; DE2622003C3; IT1079625B; JPS5637449B2; SE7705847L; DE2622003A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung, insbesondere eine Kardanwellenkupplung ifür Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten elastischen Wellenkupplung dieser Art (DE-PS 377704) ist einerseits über die unmittelbar über die Bolzen laufenden Bandschlingen unter Last im Regelfall eine selbsttätige Zentrierung gegeben und es ist andererseits zusätzlich über die zentrale Abstützung, die die Funktion eines Kardangelenkes ausübt, auch für den unbelasteten Zusta nd diese Zentrierung sichergestellt. Torsionsschwingungen, insbesondere aber Biege- oder Radialschwingungen, werden bei einer derartigen Ausgestaltung einer Wellenkupplung weitgehend ungedämpft übertragen und können daher den Fahrkomfort beeinträchtigen.

Durch die Erfindung soll eine Wellenkupplung der eingangs genannten Art nun dahingehend ausgestaltet werden, daß ungeachtet der für die sichere Übertragung des jeweiligen Drehmomentes notwendigen Torsionssteifigkeit und ungeachtet der im Hinblick auf eine möglichst exakte Zentrierung notwendigen

Biege- bzw. Radialsteifigkeit sowohl Torsions- als

auch Radialschwingungen in dem für einen hohen Fahrkomfort erforderlichen Maße gedämpft werden.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer elastisehen Wellenkupplung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.

Die Anordnung elastischer Aufnahmehülsen zwischen Anschlußbolzen und Bandschlingen hat dabei

ι» nicht nur eine Dämpfung bezüglich Torsionsschwingungen zur Folge, sondern erbringt trotz Zentrierung unter Last gleichzeitig auch die Nachgiebigkeit, die im Hinblick auf die Dämpfung von Radialschwingungen erforderlich ist. Diese Dämpfung wird dabei durch

Ii die zusätzliche zentrale Abstützung nicht beeinträchtigt, da diese durch ihre spezielle Ausgestaltung im Hinblick auf Schwingungen um die Zentrallage ein weiches Ansprechverhalten zeigt, so daß trotz der gegebenen Parallelschaltung und zentraler Abstützung

2(i und Zentrierung über die Bandschlingen eine gute radiale Dämpfung erreichbar ist.

Elastische Wellenkupplungen, bei denen über die Kupplungshälften symmetrisch verteilt achsparallele Ansch'ußbolzen unter Zwischenschaltung von elasti-

-') sehen, ummantelten Aufnahmehülsen in entsprechende Bohrungen einer zwischen den Kupplungshälften angeordneten Kupplungsscheibe eingreifen, sind an sich bekannt (deutsche Patentanmeldung S 23 936-47 c). Die elastischen Einlagen der Aufnah-

i(i mehülsen sind dabei radial innen und außen mit bogenförmigen Aussparungen versehen. Solche Aussparungen ermöglichen nun zwar einen gewissen Abgleich bei Abweichungen in der Winkellage der Wellenachsen wie auch bei einem gewissen radialen

!■> Versatz derselben. Mit dem Abgleich solcher Abweichungen oder Versetzungen ist infolge des Umlaufs der Wellenkupplung im Betrieb zwangsläufig aber eine periodisch wechselnde Deformation der einzelnen elastischen Einlagen der Aufnahmehülsen ver-

■lo bunden, was an sich schon zu unerwünschten Schwingungen Anlaß geben kann. Die jeweilige Verspannung hat aber auch eine Verhärtung sowohl im Hinblick auf Torsionsschwingungen als auch Radialschwingungen zur Folge, so daß im Hinblick auf die

ν-. Dämpfung solcher Schwingungen kein befriedigendes Ergebnis erreicht ist.

Eine zentrale elastische Abstützung bei einer elastischen Wellenkupplung vorzusehen, ist an sich bekannt (DE-AS 2453027). Die Abstützung besteht

in dabei einerseits aus einer starren Hülse und andererseits aus einem in diese eingreifenden Zapfen, wobei zwischen diesen eine elastische Einlage vorgesehen ist, deren mit Zapfen in Berührung kommende innere Umfangsfläche im axial-mittleren Bereich einen balli-

v-, gen Querschnitt aufweist, dessen lichter Durchmesser kleiner als der Zapfendurchmesser ist und beiderseits dessen jeweils eine umlaufende Ausnehmung vorgesehen ist. Hierdurch entsteht zwischen den den axialen Enden der Einlage zugeordneten Lagerzonen eine

wi Gelenkzone, die in Verbindung mit der im Einbau-Zustand eintretenden radialen Vorspannung eine definierte Lage des Schwenkmittelpunktes zur Folge haben soll. Allein schon die radiale Vorspannung der elastischen Einlage im Bereich der Gelenkzone

b^r> schließt dabei aber eine gute Dämpfung radialer Schwingungen aus.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine iru Übergang zwischen Getriebeausgangswelle und Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs angeordnete elastische Wellenkupplung gemäß der Erfindung, uiui

Fig. 2 die Wellenkupplung gemäß Fig. 1 in einer vereinfachten Schnittdarstellung entsprechend Linie H-II in Fig. 1.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit

I das Gehäuse eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs bezeichnet, und es ist zwischen dem Ende der Getriebeausgangswelle 2 einerseits und dem Ende einer Kardanwelle 4 andererseits eine elastische Wellenkupplung 3 angeordnet, die zwei Kupplungshälften 3a und 3Zj sowie eine zwischen diesen angeordnete und mit diesen verbundene elastische Kupplungsscheibe 5 umfaßt. Jede der Kupplungshälften 3a bzw. 3Zj ist mit der Kupplungsscheibe 5 über drei Anschlußbolzen 7 bzw. 8 verbunden, so daß hier insgesamt 6 Anschlußbolzen 7, 8 vorgesehen sind, von denen in Umfangsrichtung aufeinander folgende entweder mit der einen oder mit der anderen Kupplungshäifte 3a bzw. 3b verbunden sind.

Für die Anschlußbolzen sind in der Kupplungsscheibe 3 elastische Aufnahmehülsen 6a bzw. 6b vorgesehen, die jeweils einen Innenmantel 6, einen Außenmantel 10 und ein dazwischen angeordnetes elastisches Zwischenglied 9 aufweisen. Dieses ist im Ausführungsbeispiel durch eine elastische Buchse gebildet. Auf dem Außenmantel 10, der die Ummantelung der elastischen Aufnahmehülse bildet, liegen Bandschlingen 11,12 auf, von denen die Bandschlinge

II die jeweils bezogen auf die Antriebsdrehrichtung (Pfeil 13) für den Zugbetrieb vorne liegenden, mit der Getriebeausgangswelle 2 über die Anschlußbolzen 8 verbundenen elastischen Aufnahmehülsen 6a mit den bezogen auf die Antriebsdrehrichtung im Zugbetrieb dahinter liegenden elastischen Anschlußhülsen 6b, die über die Anschlußbolzen 7 an die Kardanwelle 4 angeschlossen sind, verbunden sind. Es übernehmen somit im Zugbetrieb die Bandschlingen Il die Übertragung des Drehmomentes, während im Schubbetrieb das Drehmoment über die mit der Kardanwelle 4 verbundenen Anschlußbolzen 7 eingeleitet wird und von den diesen zugeordneten Aufnahmehülsen 6b über die Bandschlingen 12 auf die bezogen auf die Drehrichtung 13 nunmehr jeweils rückwärtige Aufnahmehülse 6a übertragen wird, die über den jeweiligen Anschlußbolzen 8 und die zuge-

hörige Kupplungshä'fte 3a an die Getriebeausgangswelle 2 angeschlossen ist.

Entsprechend der unterschiedlichen Größe der im Zug- und im Schubbetrieb auftretenden Momente können nun, was hier nicht wester dargestellt ist, die die Bandschlingen bildenden Fadenschlingen dahingehend ausgebildet sein, daß die spezifische Belastung bezogen auf das jeweils maximal übertragene Drehmoment etwa gleich ist, so daß sich in Umfangsrichtung für den Zug- und den Schubbetrieb die gleiche Steifigkeit der elastischen Wellenkupplung ergibt. Durch die Verwendung der elastischen Aufnahmehülsen wird die über die in Zugrichtung weitgehend unnachgiebigen Bandschlingen 11 bzw. 12 selbstzentrierende Kupplungsverbindung dahingehend aufgelockert, daß entsprechend der gewählten Elastizität der Zwischenglieder 9 der elastischen Aufnahmehülsen 6a bzw. 6Zj auch eine definierte radiale Federung erreicht wird, durch die die Übertragung von Schwingungen verhindert wird.

Um auch dann die erforderliche Zentrierung zwischen der Getriebeausgangswelle 2 und der Kardanwelle 3 zu erhalten, wenn kein Drehmoment übertragen wird, bzw. wenn durch Lastwechsel sich eine momentane Entlastung der jeweiligen Bänder ergibt, ist eine zusätzliche zentrale Abstützung zwischen der Kardanwelle 4 und der Getriebeausgangswelle 2 bzw. den diesen zugeordneten Kupplungshälften 3 und 3Zj gegeben, die durch ineinandergreifende Hülsen- und Zapfenteile gebildet ist. Im einzelnen ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Getriebeausgangswelle 2 als Zapfenteil ein Zapfen 14 zugeordnet, der in den Hülsenteil eingreift, welcher einen Stützmantel 16 aufweist, der mit einer elastischen Einlage 15 in Form einer elastischen Büchse versehen ist. Der Stützmantel

16 ist in die Kardanwelle 4 bzw. die dieser zugeordneten Kupplungshälfte 3Z> zentrisch eingesetzt und steht gegen die Getriebeausgangswelle 2 über diese Kupplungshälfte vor, wobei er eine zentrale Ausnehmung

17 der elastischen Kupplungsscheibe 5 durchsetzt. Die elastische, als Buchse ausgebildete Einlage 15

ist in ihrem längsmittleren Bereich über einen großen Teil ihrer Länge mit einem Hinterschnitt 18 versehen, so daß sich eine Abstützcharakteristik ergibt, die zunächst verhältnismäßig weich ist und erst bei größeren Ausschlägen härter wird. Hierdurch ist vermieden, daß insbesondere im Lastbetrieb eine Parallelschaltung im Hinblick auf die radiale Federung eintritt, die schon bei kleineren Ausschlägen zu einer Übertragung von Schwingungen führen könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elastische Wellenkupplung, insbesondere Kardanwellenkupplung für Kraftfahrzeuge mit den zu verbindenden Wellenenden zugeordneten Kupplungshälften, einer beweglichen, zentralen Abstützung zwischen diesen Kupplungshälften, die durch den Wellenenden zugeordnete Hülsen- und Zapfenteile gebildet ist, und mit einer konzentrisch zu den Wellenachsen liegenden elastischen Kupplungsscheibe, die an den Kupplungshälften über eine insgesamt gerade Anzahl von Anschlußbolzen angebracht ist, von denen in Umfangsrichtung aufeinander folgende abwechselnd der einen oder der anderen Kupplungshälfte zugeordnet und jeweils über zumindest eine Bandschlinge verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Bandschlingen (11, 12) der Kupplungsscheibe (5) auf Ummantelungen (Außenmantel 10) von elastischen Aufnahmehülsen (6a, 6b) für die Anschlußbolzen (7, 8) aufliegen und

b) daß der Hülsenteil der zentralen Abstützung einen Stützmantel (16) umfaßt, der mit einer elastischen Einlage (15) versehen ist, in der der Zapfenteil (14) geführt ist und die über ihren Umfang mit einer querschnittsvermindernden Ausnehmung (Hinterschnitt 118) versehen ist.

2. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmehülsen (6a, 6b) einen Innenmantel (6) und einen Außenmantel (10) aufweisen.

3. Elastische Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die querschnittsvermindernde Ausnehmung der elastischen Einlage (15) durch einen Hinterschnitt (18) gebildet ist, der sich im längsmittleren Bereich der Einlage über einen Großteil ihrer Länge erstreckt.