DE3906201A1 - Drehelastische klauenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkscheibenkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Gelenkscheibenkupplung ist aus DE-OS 22 34 437 bekannt. Die die Kupplungsklauen dabei in Umfangsrichtung aufeinander abstützenden, säulenförmig ausgebildeten Feder­ körper sind von homogenem Aufbau. Ausführungen, die die Übertragung großer Drehmomente gestatten zeichnen sich dementsprechend durch eine große axiale und kardanische Steifigkeit aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Gelenkscheibenkupplung derart weiterzuentwickeln, daß hohe Drehmomente bei vergleichsweise verminderter, axialer und kardanischer Steifigkeit übertragen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Gelenkscheiben­ kupplung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche bezug.

Bei der erfindungsgemäßen Gelenkscheibenkupplung umfassen die Federkörper wenigstens zwei in Umfangsrichtung benach­ barte Teilkörper aus gummielastischem Werkstoff, wobei die Teilkörper durch unnachgiebige Stützplatten aneinander festgelegt sind und wobei die Stützplatten unter Vermeidung einer Berührung der Kupplungskörper der Gelenkscheiben­ kupplung sich im wesentlichen quer zu den Federkörpern erstrecken. Die Federkörper sind zweckmäßig als Schicht­ federn ausgebildet. Sie verleihen der erfindungsgemäßen Gelenkscheibenkupplung die Fähigkeit, große Drehmomente bei relativ verminderter axialer und kardanischer Steifigkeit zu übertragen. Die erfindungsgemäße Gelenkscheibenkupplung eignet sich hierdurch in hervorragender Weise zu einer Verwendung in Teilen des Antriebstranges von Kraftfahr­ zeugen, welche während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung der Einwirkung von Winkelverlagerungen der angeschlossenen Teile ausgesetzt sind. Derartige Winkelverlagerungen können sich beispielsweise im Bereich der Kardanwelle beim Ein­ federn der Hinterachse ergeben. Sie werden in der er­ findungsgemäßen Gelenkscheibenkupplung weichelastisch aufgefangen und führen nicht mehr zum Auftreten von akustisch störenden Schwingungen. Dennoch lassen sich große Drehmomente problemlos übertragen.

Die Stützplatten können an sich aus jedem einschlägig verwendeten Hartwerkstoff bestehen, beispielsweise aus einem faserverstärkten Kunstharz. Als besonders zweckmäßig hat es sich demgegenüber erwiesen, Metallscheiben zu verwenden, beispielsweise solche aus Aluminium oder Stahl. Die Dauer­ haltbarkeit ist in diesem Falle ganz besonders groß.

Die Teilkörper können während ihrer Formgebung und Ver­ festigung an die Kupplungsklauen und die Stützplatten anvulkanisiert sein. Neben einer vereinfachten Herstellung resultiert in diesem Falle eine unlösbare Verbindung zwischen den Teilkörpern einerseits und den Kupplungsklauen und Stützplatten andererseits, was im Hinblick auf die Gewährleistung einer guter Funktionssicherheit von großem Vorteil ist.

Die Teilkörper eines jeden Federkörpers können eine von­ einander abweichende Gestalt, Nachgiebigkeit und/oder Materialdämpfung haben, was es gestattet, die sich bei der Übertragung von Drehmomenten ergebende Dämpfungscharak­ teristik besonderen Gegebenheiten anzupassen. Für ge­ bräuchliche Anwendungsfälle genügt dem gegenüber eine Ausführung, bei der die Teilkörper eines jeden Federkörpers von übereinstimmender Gestalt, Nachgiebigkeit sind. Eine solche Ausführung läßt sich aus einer einzigen Gummisorte wesentlich kostengünstiger erzeugen.

Die Teilkörper benachbarter Federkörper können eine von­ einander abweichende Gestalt und/oder Nachgiebigkeit und/oder Materialdämpfung haben, um beispielsweise den besonderen Erfordernissen in der Zug- oder Schubphase bzw. der Vor- und der Rückwärtsfahrt eines Kraftfahrzeuges in gleichwertiger Weise gerecht zu werden. In beiden Fällen ist unabhängig voneinander eine Optimierung möglich, was es gestattet, die sich betriebsbedingt ergebenden, voneinander abweichenden und in akustischer Hinsicht oftmals störend in Erscheinung tretenden Schwingungen gleichwertig zu iso­ lieren.

Eine besonders geringe axiale und kardanische Steifigkeit wird erhalten, wenn die Stützplatten die Teilkörper mit im wesentlichen ebenen Flächen berühren. Diese sollen sich bevorzugt quer zur Umfangsrichtung erstrecken.

Nach einer anderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Stützplatten von den beiderseits angrenzenden Teilkörpern im Bereich von wenigstens einer Durchbrechung durchdrungen sind. Hinsichtlich der Sicherheit der Einbindung der Stütz­ platten läßt sich hierdurch eine zusätzliche Verbesserung erzielen. Gleichwohl ergibt sich der erfindungsgemäß ange­ strebte Effekt einer gezielten Querversteifung der Feder­ körper auch dann, wenn die Stützplatten durch in sich unnachgiebige Lochplatten gebildet sind.

Eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Gelenk­ scheibenkupplung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gelenkscheibenkupplung in der Vorderansicht.

Fig. 2 die Gelenkscheibenkupplung nach Fig. 1 in längsge­ schnittener Darstellung.

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Seitenansicht einer Gelenkscheiben­ kupplung entsprechend Fig. 1.

Die gezeigte Gelenkscheibenkupplung besteht aus Gewichts­ gründen aus zwei sternförmig ausgebildeten Kupplungskörpern 1, 2 aus Aluminium oder einem faserverstärkten Kunststoff, an denen gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte, axial in entgegengesetzter Richtung vorspringende, ineinandergrei­ fende Kupplungsklauen 3 vorgesehen sind, wobei zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Kupplungsklauen 3 sich in Umfangsrichtung erstreckende, säulenförmig ausgebildete Federkörper 4 aus gummielastischem Werkstoff angeordnet sind und wobei zwischen den beiden Kupplungskörpern 1, 2 eine Zentriereinrichtung 8 zur Vermeidung von radialen Ausweich­ bewegungen der Kupplungskörper 1, 2 während der Übertragung von Drehmomenten vorgesehen ist.

Die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Federkörper 4 sind untereinander gleich gestaltet. Sie umfassen jeweils eine gleichgroße Anzahl von in Umfangsrichtung benachbarten Teilkörpern 4.1 . . . 4. n, welche durch unnachgiebigen Stütz­ platten 5 in Gestalt von Metallscheiben aneinander festge­ legt sind, wobei die Stützplatten 5 unter Vermeidung einer Berührung der Kupplungskörper 1, 2 sich im wesentlichen quer zu den Federkörpern 4 und zur Umfangsrichtung erstrecken. Die Federkörper 4 erfahren hierdurch eine längsgerichtete Aussteifung im Bereich. Sie können dadurch im Hinblick auf die Übertragung eines vorgegebenen Drehmomentes aus einem gummielastischen Werkstoff erzeugt sein, der besonders weichelastisch ist. Für die Reduzierung der axialen und kardanischen Steifigkeit und damit die Schwingungsisolierung ist das von großem Vorteil.

Die in Fig. 2 gezeigte Gelenkscheibenkupplung weist zwei Kupplungskörper 1, 2 auf, welche jeweils sternförmig ge­ staltet und mit drei ineinander eingreifenden Kupplungs­ klauen versehen sind. Desweiteren ist der Kupplungskörper 1 im Bereich seines Innenumfanges mit einem in axialer Richtung vorspringenden, hohlzylindrisch ausgebildeten Ansatz 6 versehen, der in eine konzentrische Bohrung des anderen Kupplungskörpers 2 axial hineinragt und durch die Zentriereinrichtung 8 auf dieser abgestützt ist. Radiale Relativverlagerungen der Kupplungskörper sind dadurch während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Gelenk­ scheibenkupplung weitestgehend ausgeschlossen.

Die Zentriereinrichtung 8 besteht aus zwei einander kon­ zentrisch umschließenden, metallischen Ringen, welche durch einen Zwischenring 7 aus weichelastischem Gummi schwingungs­ isoliert aneinander festgelegt sind. Nur zwischen einem der Ringe und dem unmittelbar angrenzenden Kupplungskörper ist eine reibschlüssige Verbindung vorhanden, gegenüber dem anderen Kupplungskörper eine Gleitlagerung vorgesehen. Eine durch die bestimmungsgemäße Verwendung verursachte Beschädi­ gung des Zwischenringes ist hierdurch ausgeschlossen.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus der Seitenansicht der Gelenkscheibenkupplung gemäß Fig. 1 im Bereich von einem Federkörper 4. Zwischen den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Kupplungsklauen 3 sind mehrere Teilkörper 4.1 bis 4.6 einander in einer Reihenschaltung zugeordnet, die durch quer zu ihrer Erstreckung angeordnete Stützplatten 5 aus metallischem Werkstoff verbunden sind. Die Stützplatten 5 sind beiderseits durch ebene Flächen begrenzt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführung, die vom grundsätzlichen Aufbau her mit der vorstehend beschriebenen übereinstimmt. Die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Federkörper 4 haben indessen in Umfangsrichtung eine voneinander ab­ weichende Größe und Nachgiebigkeit. Hierdurch weist die Gelenkscheibenkupplung bei der Übertragung eines rechts­ gerichteten Drehmomentes eine andere elastische Nachgiebig­ keit auf als bei der Übertragung eines linksgerichteten Drehmomentes. Für die Verwendung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges ist das von großem Vorteil.

Claims (8)

1. Drehelastische Gelenkscheibenkupplung, bestehend aus zwei sternförmig ausgebildeten Kupplungskörpern, an denen gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte, axial in entgegengesetzter Richtung vorspringende, ineinander­ greifende Kupplungsklauen vorgesehen sind, wobei zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Kupplungs­ klauen sich in Umfangsrichtung erstreckende, säulen­ förmig ausgebildete Federkörper aus gummielastischem Werkstoff angeordnet sind und wobei zwischen den beiden Kupplungskörpern eine Zentriereinrichtung zur Vermeidung von radialen Ausweichbewegungen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkörper (4) wenigstens zwei in Umfangsrichtung benachbarte Teilkörper (4.1 . . . 4. n) umfassen, daß die Teilkörper 4.1 . . . 4. n) durch unnach­ giebige Stützplatten (5) aneinander festgelegt sind und daß die Stützplatten (5) unter Vermeidung einer Be­ rührung der Kupplungskörper (1, 2) sich im wesentlichen quer zu den Federkörpern (4) erstrecken.

2. Gelenkscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stützplatten (5) aus einem me­ tallischen Werkstoff bestehen.

3. Gelenkscheibenkupplung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (4.1 . . . 4. n) während ihrer Formgebung und Verfestigung an die Kupplungsklauen (3) und die Stützplatten (5) anvulkanisiert sind.

4. Gelenkscheibenkupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (4.1 . . . 4. n) eines jeden Federkörpers (4) von übereinstimmender Gestalt und/oder Nachgiebigkeit sind.

5. Gelenkscheibenkupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper (4.1 . . . 4. n) be­ nachbarter Federkörper (4) eine voneinander abweichende Gestalt und/oder Nachgiebigkeit haben.

6. Gelenkscheibenkupplung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (5) die Teilkörper (4.1 . . . 4. n) mit im wesentlichen eben ausgebildeten Flächen berühren.

7. Gelenkscheibenkupplung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (5) von den beider­ seits angrenzenden Teilkörpern (4.1 . . . 4. n) im Bereich von wenigstens einer Durchbrechung durchdrungen sind.

8. Gelenkscheibenkupplung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatten (5) aus Metall­ scheiben bestehen.