DE2818117B2 - Elastische Wellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche elastischen Wellenkupplungen sind auch als Drehschwingungsdämpfer in Schaltkupplungen, insbesondere Kraftfahrzeug-Scheibenkupplungen, bekannt.

Bei einer bekannten, als Drehschwingungsdämpfer ausgebildeten Wellenkupplung dieser Gattung (DE-PS 17 80 357) sind die beiden Schenkel jedes radialen Vorsprungs von einem, in Richtung der Kupplungsachse gesehen, haarnadelförmigen Blechstreifen gebildet, dessen gekrümmter Teil radial nach außen weist, so daß die freien Enden der Schenkel nach innen gerichtet sind. Die Arme, radialen Vorsprünge und elastischen Zwischenstücke sind von einem ringförmigen Gehäuse umschlossen, das aus zwei radial außerhalb der Arme, radialen Vorsprünge und elastischen Zwischenstücken miteinander und mit einer Kupplungsscheibe vernieteten, topfförmigen Gehäusehälften besteht Die Gehäusehälften haben an ihren Stirnseiten Aussparungen, in die axiale Ansätze jedes Schenkels eingreifen. Jeder radiale Vorsprung weist somit insgesamt vier axiale Ansätze auf, die beim Zusammenbau der Kupplungshälften in je eine Aussparung des Gehäuses eingesetzt werden müssen, was schon für sich allein mühsam und zeitraubend ist Ei¹St danach können die topfförmigen Gehäusehälften zusammengenietet werden; dies ist ein ebenfalls teuerer Arbeitsgang, der nur dann keinen nennenswerten zusätzlichen Aufwand bedeutet, wenn es ohnehin erforderlich ist, das Gehäuse mit einer Kupplungsscheibe zu vernieten. Als normale Wellenkupplung ist diese bekannte elastische Kupplung zu aufwendig und wegen des Platzbedarfs der Vernietung am äußeren Rand des Gehäuses auch in vielen Fällen zu sperrig.

Entsprechendes gilt auch für eine andere bekannte elastische Wellenkupplung (DE-PS 15 25 365), die ebenfalls als Drehschwingungsdämpfer in einer Kraftfahrzeug-Scheibenkupplung vorgesehen ist und sich von der erstgenannten bekannten Wellenkupplung vor allem dadurch unterscheidet, daß die erste Kupplungshälfte, die von einer Nabe mit radial wegragenden Armen gebildet ist, mit radialen Vorsprüngen der zweiten Kupplungshälfte über elastische Zwischenstükke zusammenwirkt, die an den radialen Vorsprüngen und an der Nabe anvulkanisiert sind, von den Armen der ersten Kupplungshälfte aber bei unbelasteter Kupplung Umfangsabstände haben, so da8 die elastischen Zwischenstücke in Umfangsrichtung nicht vorgespannt sein können. Die radialen Vorsprünge sind hier Bestandteile zweier deckungsgleicher, kleeblattförmiger Kränze, die aus zwei Platinen herausgeprägt sind. Die Platinen sind radial außerhalb der kleeblattartigen Kränze miteinander und mit einer Kupplungsscheibe vernietet. Hier ist zwar die Anzahl der erforderlichen Bauteile gering, doch ist der Platzbedarf der Kupplung im Verhältnis zum übertragbaren Drehmoment ebenfalls groß, da die spezifische Belastbarkeit der elastischen Zwischenstücke gering ist; dies gilt sowohl für die auf Scheren beanspruchten, an die Nabe anvulkanisierten Teile wie für die an den Armen anvulkanisierten, mit radialen Schenkeln der Vorsprünge zusammenwirkenden Teile der elastischen Zwischenstücke, die an diesen Schenkeln nicht anvulkanisiert und auch nicht in Umfangsrichtung vorgespannt sind.
Schließlich ist eine der eingangs beschriebenen Gattung ähnliche elastische Wellenkupplung bekannt (DE-PS 12 66 578), bei der zu einer ersten Kupplungshälfte gehörige, sternartig um eine Nabe angeordnete Nabe angeordnete Arme und zu einer zweiten Kupplungshälfte gehörige, zwischen den Armen angeordnete radiale Vorsprünge aus je zwei Blechteilen zusammengesetzt sind, die zusammen je eine Spannhülse zur Aufnahme von Klauenenden bilden. Vor dem Zusammenbau mit den zugehörigen Klauenenden

werden die radialen Vorsprünge durch ein die Arme, elastischen Zwischenstücke und radialen Vorsprünge umschlingendes Spannband radial nach innen in ihre Einbaustellung gedrückt Das Spannban-i muß vor Inbetriebnahme der Kupplung entfernt werden, damit es die erwünschte RelativbeweglichVeit der beiden Kupplungshälften nicht behindert Die elastischen Zwischenstücke sind dann nicht mehr daran gehindert, sich infolge der umfangsgerichteten Vorspannung sowie der im Betrieb auftretenden, drehmomentabhängigen zusätzlichen Druckspannungen und durch Fliehkräfte hervorgerufenen Biegespannungen in Undefinierter Weise auszubauchen; dadurch entstehen einerseits Unwuchten und andererseits die Gefahr, daß die elastischen Zwischenstücke reißen und weggeschleudert werden. Aus Sicherheitsgründen ist es deshalb erforderlich, daß die eine Kupplungshälfte zusätzlich zu seinen in die Spannbuchsen eingreifenden Klauen ein die elastischen Zwischenstücke vollständig umschließendes Gehäuse aufweist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus wenigen Bauteilen bestehende und in einfacher Weise montierbare Kupplung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die auch bei hohen Drehzahlen mit im Verhältnis zu ihrem Bauvolumen hohen Drehmomenten belastbar ist

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die radialen Vorsprünge mit ihren Schenkeln und Flügeln lassen sich durch einfaches Stanzen oder Biegen aus einem Blechstreifen herstellen und bilden dennoch zusammen ein Gehäuse, das die elastischen Zwischenstücke außen vollständig umschließt und diese durch einfaches axiales Zusammenschieben mit den radialen Vorsprüngen der zweiten Kupplungshälfte in ihrer Einbaulage festhält, in der sie in Umfangsrichtung vorgespannt sind.

Die Mitnehmer können gemäß dem Patentanspruch 2 ausgebildet sein. In diesem Fall ist jedes zusätzliche, gehäuseartige Bauteil entbehrlich, wenn die von den Klauen nicht unmittelbar radial abgestützten Flügel der radialen Vorsprünge entweder hinreichend biegesteif sind oder wenn die Bindeglieder in Umfangsrichtung auf Zug beanspruchbar sind.

Die Ausführungsform nach dem Patentanspruch 3 eignet sich besonders für hohe Drehzahlen wie auch für den Zusammenbau mit rohrförmigen Wellen, die selbst das rohrförmige Gehäuse des zweiten Kupplungsteils bilden können.

Weitere Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste erfindungsgemäße Wellenkupplung im Querschnitt I — I der F i g. 2,

F i g. 2 die Seitenansicht II in F i g. 1,

Fig.3 eine zweite erfindungsgemäße Wellenkupplung im Querschnitt III — III der F i g. 4 und

F i g. 4 den Längsschnitt IV— IV in F i g. 3.

Zu jeder der beiden dargestellten Wellenkupplungen gehört eine erste Kupplungshälfte 10 mit einer Nabe 12, die an ihrer Innenseite eine Keilverzahnung 14 zur Befestigung an einer nicht dargestellten Welle aufweist. Von der Nabe 12 ragen in beiden dargestellten Beispielen vier radiale Arme 16 weg, die in gleichen Drehwinkelabständen gegeneinander versetzt sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2 ist die Nabe 12 in den Bereichen zwischen ihren Armen 16 mit einer Gleitschicht 18, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen, versehea

Beide dargestellten Wellenkupplungen haben ferner eine zweite Kupplungshälfte 20 mit zwischen den Armen 16 angeordneten radialen Vorsprüngen 22. Die Anzahl der radialen Vorsprünge 22 stimmt mit der Anzahl der Arme 16 überein; beide dargestellten Wellenkupplungen haben also je vier radiale Vorsprünge 22. Jeder radiale Vorsprung 22 ist aus einem Blechstreifen als einfaches Stanz- und Biegeteil derart geformt, daß alle seine Biegekanten zur Kupplungsachse A im wesentlichen parallel sind; komplizierte räumliche Verformungen wie Tiefziehvorgänge sind also vermieden. Die Mitte der Umfangserstreckung jedes radialen Vorsprungs 22 wird von einem radial nach innen weisenden Scheitel 24 gebildet von dem sich ein Paar Schenkel 26 V-förmig nach außen erstreckt An jedem Schenkel 26 und den ihm in Umfangsrichtung gegenüberstehenden Arm 16 ist ein elastisches Zwischenstück 28 anvulkanisiert. Jedem radialen Vorsprung 22 sind somit zwei elastische Zwischenstücke 28 zugeordnet, die entweder gemäß F i g. 1 durch einen an den Scheitel 24 anvulkanisierten Puffer 30 miteinander verbunden oder gemäß Fig.3 voneinander getrennt sein können.

Vom radial äußeren Ende jedes Schenkels 26 ragt ein aus demselben Blechstreifen wie die Schenke! 26 gebildeter Flügel 32 in Umfangsrichtung derart weg, daß der von den beiden Schenkeln 26 begrenzte Hohlraum 34 radial nach außen offenbleibt. Der Übergang zwischen jedem Schenkel 26 und dem zugehörigen Flügel 32 kann gemäß F i g. 1 durch eine oder mehrere Sicken 36 versteift sein.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 ist am Ende des einen Flügels 32 jedes radialen Vorsprungs 22 ein Lappen 38 ausgebildet, der in eine Aussparung 40 am Ende des angrenzenden Flügels 32 des benachbarten radialen Vorsprungs 22 eingreift und hakeniörmig umgebogen ist. Dadurch sind sämtliche radialen Vorsprünge 22 zu einem in Umfangsrichtung geschlossenen Mantel zusammengefaßt

Die radialen Vorsprünge 22 und elastischen Zwischenstücke 28 erhalten ihre in F i g. 1 und 2 abgebildete Einbaustellung dadurch, daß in die Hohlräume 34 der radialen Vorsprünge 22 je ein Mitnehmer 42 in Gestalt eines klauenartigen Vorsprungs eines Flansches 44 der zweiten Kupplungshälfte 20 axial eingeschoben wird. Gemäß Fig. 1 und 2 sind die Mitnehmer 42 mit dem Flansch 44 in einem Stück hergestellt, beispielsweise geschmiedet; der Querschnitt jedes Mitnehmers 42 ist derart keilförmig, daß er den Hohlraum 34 des zugehörigen radialen Vorsprungs 22 im wesentlichen ausfüllt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 und 4 sind ebenfalls Mitnehmer 46 vorgesehen, von denen je einer in den Hohlraum 34 jedes radialen Vorsprungs 22 eingreift, ohne jedoch diesen Hohlraum vollständig auszufüllen. Die Mitnehmer 46 sind nach innen eingeprägte Sicken im Mantel eines topfförmigen Gehäuses 48 mit ringförmigem Boden 50, der den Flansch 44 der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 ersetzt und wie dieser mit einer Welle 52 verschweißt ist, wofür in den beiden Hälften der Fig. 4 zwei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten dargestellt sind. Gemäß Fig. 3 und 4 hält das Gehäuse 48 die radialen Vorsprünge 22 und elastischen Zwischenstücke 28 in ihrer Einbaustellung, in der die elastischen

Zwischenstücke 28 unter Vorspannung in Umfangsrichtung stehen. Im allgemeinen genügen die Reibungskräfte zwischen den von den elastischen Zwischenstücken 28 radial nach außen gedrückten radialen Vorsprüngen 22 und dem Gehäuse 48, um ungewollte axiale Relativverschiebungen zwischen beiden zu verhindern; nötigenfalls kann das Gehäuse 48 nach dem Einbau der radialen Vorsprünge 22 und elastischen Zwischenstücke 28 als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme eine Umbördelung 54 erhalten, wie sie im rechten der F i g. 4 dargestellt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 und 4 würde es für den Zusammenhalt der Flügel 32 benachbarter Schenkel 26 genügen, wenn die Flügel 32 von glatten Abschnitten des Gehäuses 48 umschlossen wären. Das Gehäuse 48 kann aber noch zusätzlich als Bindeglied wirken, wenn es in seinem Mantel, wie aus Fig.3 ersichtlich, nach außen ausgeprägte Sicken 56 aufweist und die Flügel 32 mit entsprechenden Ausprägungen 58 versehen sind. Die Ränder 60 dieser Ausprägungen 58 bilden gemäß Fig.3 Anschläge für die Arme 16 und begrenzen dadurch die möglichen Drehbewegungen zwischen den beiden Kupplungshälften 10 und 20 auf einen Winkelbereich, in dem die elastischen Zwischenstücke 28 vor Überlastung sicher sind.

ίο Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 sind die beiden Kupplungshälften 10 und 20 dadurch in bezug aufeinander zentriert, daß die Puffer 30 mit den Gleitschichten 18 zusammenwirken; gemäß Fig.3 und 4 ist dagegen eine Zentrierung durch das Zusammenwir-

!5 ken der radial äußeren Enden der Arme 16 mit den Ausprägungen 58 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elastische Wellenkupplung mit

a) drei oder mehr an einer ersten Kupplungshälfte sternförmig befestigten Armen,

b) ebensovielen zwischen den Armen angeordneten, an einer zweiten Kupplungshälfte befestigten radialen Vorsprüngen, von denen jeder zwei Schenkel aufweist, die radial nach innen konvergieren und zwischen sich einen Hohlraum einschließen,

c) einem polygonartigen Ring aus elastischen Zwischenstücken, die an je einem Arm und je einem Schenkel der radialen Vorsprünge befestigt und durch den Zusammenbau der beiden Kupplungshäiften in Umfangsrichtung vorgespannt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) jeder radiale Vorsprung (22), in Richtung der Kupplungsachse (A) gesehen, aus V-förmig angeordneten Schenkeln (26) besteht, die radial nach innen mit einem Scheitel (24) und radial außen mit je einem in Umfangsrichtung wegragenden Flügel (32) verbunden sind,

e) jeder radiale Vorsprung (22) an einem in axialer Richtung in seinen Hohlraum (34) eingeschobenen Mitnehmer (42; 46) der zweiten Kupplungshälfte (20) abgestützt ist,

f) die Flügel (32) benachbarter radialer Vorsprünge (22) durch ein Bindeglied (38,56) zusammengehalten sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (46) klauenartige, achsparallele Vorsprünge eines Flansches (44) der zweiten Kupplungshälfte (20) sind und einen sich keilförmig radial nach innen verjüngenden Querschnitt haben.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (46) nach innen eingeprägte Sicken im Mantel eines rohr- oder topfförmigen Gehäuses (48) der zweiten Kupplungshälfte (20) sind.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindeglieder am Ende je eines der beiden Flügel (32) jedes radialen Vorsprungs (22) als Lappen (38) ausgebildet sind, die in je eine Aussparung (40) des angrenzenden Flügels (32) des benachbarten Vorsprungs (22) eingreifen und umgebogen sind.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindeglieder nach außen ausgeprägte Sicken (56) im Mantel des rohr- oder topfförmigen Gehäuses (48) sind und die Flügel (32) entsprechende Ausprägungen (58) aufweisen.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (60) der Ausprägungen (58) Anschläge für die Arme (16) bilden.