DE4140311A1 - Wellenkupplungselement - Google Patents

Wellenkupplungselement

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DE4140311A1 DE19914140311 DE4140311A DE4140311A1 DE 4140311 A1 DE4140311 A1 DE 4140311A1 DE 19914140311 DE19914140311 DE 19914140311 DE 4140311 A DE4140311 A DE 4140311A DE 4140311 A1 DE4140311 A1 DE 4140311A1
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    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/78Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic disc or flat ring, arranged perpendicular to the axis of the coupling parts, different sets of spots of the disc or ring being attached to each coupling part, e.g. Hardy couplings

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Description

Die Erfindung betrifft ein Wellenkupplungselement aus Faserverbundmaterial in Form eines Ringscheibenkörpers mit einer Mehrzahl von Befestigungsbereichen zur in Umfangs­ richtung abwechselnden Verbindung mit jeweils einer An­ schlußwelle, die zumindest teilweise Durchgangslöcher zum Durchstecken von Befestigungselementen aufweisen, und mit jeweils zwischen den Befestigungsbereichen liegenden elastischen Verformungsbereichen, die in Form von feder­ blattartigen - vorzugsweise geraden - Stegen untereinander gleicher Länge vorgesehen sind. Derartige Wellenkupplungs­ elemente sind aus der DE 37 25 957 C1, der P 40 33 596.8 und der P 40 33 594.1 bekannt. Wellenkupplungselemente dieser Art dienen jeweils der Übertragung von hohen Dreh­ momenten bei relativ begrenzten Beugungswinkeln der je­ weils anschließenden Anschlußwellen.
Die genannten Kupplungselemente werden aus sogenannten Pre-pregs gefertigt, die vorzugsweise mehrschichtig auf­ einandergelegt und verpreßt werden. Hierbei können sich in den Verbindungsbereichen die vorgeschnittenen Pre-pregs überlappen oder in den Verbindungsbereichen zusätzliche Schichten von Pre-pregs aufgelegt werden, damit diese gegenüber den Verformungsbereichen steifer werden. Durch zusätzliche Schichten, bzw. Überlappungen in den Befesti­ gungsbereichen und ggfs. durch stärkeres Verpressen in den Verformungsbereichen haben diese am fertigen Kupplungsele­ ment unterschiedliche Dicke. Die stegförmigen Verformungs­ bereiche gehen bevorzugt rechtwinkling zu ihrer Längsachse in die Verbindungsbereiche über. Der Übergang ist im Hin­ blick auf die Dickenveränderung bevorzugt stetig. Wie in der P 40 33 596.8 beschrieben, ist es für die Bean­ spruchung der Verformungsbereiche günstig, wenn die Be­ festigungslöcher bezogen auf die Schnittpunkte der Mittel­ achsen der stegförmigen Verformungsbereiche radial nach innen versetzt sind. Wie in der P 40 33 594.1 beschrieben, kann das Wellenkupplungselement in vorteilhafter Weise mit jedem in Umfangsrichtung jeweils zweiten Befestigungsbe­ reich in ein einstückiges Anschlußelement eingeformt sein. Im übrigen wird, soweit zulässig, auf den Inhalt der ge­ nannten Veröffentlichungen Bezug genommen.
Wellenkupplungselemente der genannten Art haben sich zur Übertragung von hohen Drehmomenten als geeignet erwiesen. Die Übertragung der Kräfte zwischen dem Wellenkupplungs­ element und den in der Regel angeschraubten Anschluß­ wellen, insbesondere deren Wellenflanschen, erfolgt ideal durch Reibschluß zwischen den Oberflächen der Anschlußbe­ reiche und den Anschlußelementen. Daneben kann auch der Formschluß der Anschlußelemente in den Durchgangslöchern einen Anteil an der Kraftübertragung übernehmen. Eine Problematik kann sich bei Kupplungen der genannten Art beim Auftreten von besonders hohen Drehmomenten, die die Kupplung grundsätzlich auf zunehmen vermag, an den An­ schlußbereichen ergeben. Überschreitet das in das Wellen­ kupplungselement eingeleitete Drehmoment einen bestimmten Wert, so reicht der Reibschluß zur Kraftübertragung an den Oberflächen der Anschlußbereiche nicht mehr aus. Der zwischen dem Flansch einer Anschlußwelle und einem ent­ sprechenden Befestigungselement, insbesondere einer Unter­ legscheibe einer Schraube befindliche Teil des Wellen­ kupplungselementes erfährt eine elastische Dehnung, die nicht mehr durch Reibschluß verhindert werden kann. Es findet dadurch eine Relativbewegung der miteinander ver­ spannten Teile statt, die nicht notwendigerweise gleich­ mäßig an allen Befestigungsbereichen in gleicher Weise erfolgt. Bei einer anschließenden Reduzierung der zu über­ tragenden Drehmomente findet aufgrund des Reibschlusses jedoch keine vollständige Rückverformung statt, da die Vorspannkraft der Befestigungsmittel eine derartige Rück­ bildung der elastischen Verformung verhindert. Es bleibt eine Verformung, die zur Vergrößerung des Abstandes der beiden Durchgangslöcher an den Enden von Verformungsbe­ reichen führt, die bei einem Zustandekommen der Verformung auf Zug belastet waren. Aufgrund der Steifigkeit der Wellenflansche der Anschlußwellen können diese bleibenden Verformungen nicht durch entsprechendes Nachgeben dieser genannten steifen Teile ausgeglichen werden. Das Ergebnis dieser Vorgänge läßt sich an einem sichtbaren Ausbeulen eines Teils der Stege bei anschließend entlasteter Wellen­ kupplung erkennen, wenn die beiden Anschlußwellen gleich­ zeitig koaxial ausgerichtet werden. Ein in diesem Zustand betriebenes Wellenkupplungselement ist in seiner Lebens­ dauer erheblich reduziert.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, ein Wellenkupplungselement der genannten Art bereitzu­ stellen, bei dem das Auftreten von Relativbewegungen zwischen Anschlußbereichen und Anschlußelementen infolge Drehmomenteinleitung in Richtung auf höhere Drehmomente verschoben ist und ggfs. bei erfolgter Relativbewegung zwischen Anschlußbereichen und Anschlußelementen eine vollständige Rückverformung der Auslenkungen erfolgt.
Die Aufgabe wird gemäß einer ersten Lösung dadurch gelöst, daß die Verbindungsbereiche konzentrisch zu den Durch­ gangslöchern mit Materialverstärkungen mit konischer Ober­ fläche versehen sind, wobei die Scheitel der Öffnungswin­ kel dieser Oberflächen jeweils auf der Achse der Durch­ gangslöcher außerhalb der Befestigungsbereiche liegen und daß zur Kraftübertragung zwischen Anschlußmitteln für die Befestigungsbereiche und den konischen Oberflächen der Materialverstärkungen innenkonisch eingezogene Ausnehmun­ gen in den Anschlußmitteln oder zusätzliche Ringscheiben innenkonisch eingezogenen Oberflächen vorgesehen sind, die zu den konischen Oberflächen der Materialverstärkungen komplementäre Oberflächen haben. Der Konusöffnungswinkel soll hierbei vorzugsweise zwischen 12° und 30° liegen. Anstelle von konischen Oberflächen können sinngemäß auch solche mit leicht balliger Form verwendet werden, die von der exakt konischen Form geringfügig abweichen. Erfin­ dungsgemäß tritt hierbei anstelle des reinen Reibschlusses ein zusätzlicher Formschluß im Bereich der Oberflächen. In einem durch die Achse der Befestigungslöcher gelegten Schnitt in Richtung der angreifenden Zugkräfte wird durch die Verspannkräfte der Schrauben oder dgl. eine den Zug­ kräften in den Biegebereichen entgegenwirkende auf die Achse gerichtete Kraftkomponente auf die Oberfläche der Befestigungsbereiche erzeugt. Es sind somit sehr viel höhere Zugkräfte als nach dem Stand der Technik erforder­ lich, um eine Verschiebebewegung zwischen den konischen Oberflächen der Befestigungsbereiche und den Ringscheiben in Richtung der genannten Zugkräfte zu ermöglichen. Wenn es ungeachtet dessen zu solchen Verschiebungen gekommen ist, ist beispielsweise bei α = 0,2 in bevorzugter Weise ein Konuswinkel von < 11° geeignet, eine vollständige Rückverformung aufgrund der zuvor genannten Kraftkomponen­ te zu bewirken, die sich aufgrund der Vorspannkräfte der Befestigungselemente ergibt. Aus herstellungstechnischen Gründen wird ein Konuswinkel von 30° vorzugsweise nicht überschritten werden.
Die Aufgabe wird nach einer zweiten Lösung dadurch gelöst, daß die Verbindungsbereiche konzentrisch zu den Durch­ gangslöchern mit Materialverstärkungen mit zylindrischer Umfangsoberfläche versehen sind und daß zur Kraftübertra­ gung zwischen Anschlußmitteln für die Befestigungsbereiche und den zylindrischen Umfangsoberflächen der Materialver­ stärkungen Eindrehungen in den Anschlußmitteln oder zu­ sätzliche Ringscheiben mit Eindrehungen vorgesehen sind, die den zylindrischen Umfangsoberflächen entsprechende Öffnungsdurchmesser haben. Hierbei können die Eindrehungen in den Anschlußelementen bzw. Ringscheiben alternativ innenzylindrische oder innenkonische Umfangsoberflächen haben. Auch hier tritt erfindungsgemäß anstelle des reinen Reibschlusses ein überwiegender zusätzlicher Formschluß im Bereich der Oberflächen der Materialverstärkungen. Eine Verschiebebewegung zwischen den Befestigungsbereichen und den Rohrflächen der Anschlußelemente bzw. Ringscheiben ist nur unter Zerstörung der Verbindungsbereiche, d. h. unter Abscheren der Materialverstärkungen möglich. Dies er­ fordert sehr hohe Kräfte, die im üblichen Betrieb auch unter Spitzenlasten nicht zu erwarten sind.
In weiterhin bevorzugter Ausführung sind die Materialver­ stärkungen jeweils auf beiden Seiten der Befestigungsbe­ reiche vorgesehen. Die Ringscheiben haben auf den zu den Anschlußwellen, d. h. insbesondere deren Flanschen hin liegenden Seiten rein radiale Begrenzungsflächen. Neben den bereits genannten Schrauben können auch Nieten als Befestigungselemente vorgesehen sein.
Eine weitere vorteilhafte Wirkung besteht darin, daß beim axialen Verspannen der Befestigungselemente die Material­ verstärkungen elastisch so verformt werden, daß das Durch­ gangsloch verkleinert wird, so daß bereits zu diesem Zeit­ punkt auch bei größeren Toleranzen ein Formschluß zwischen Befestigungselementen und Durchgangslöchern zwangsweise hergestellt wird. Diese Wirkung stellt sich bei Material­ verstärkungen mit konischer Oberfläche und mit zylin­ drischer Umfangsoberfläche im Zusammenwirken mit innen­ konischen Ausnehmungen oder Eindrehungen am Anschlußele­ ment oder am Ringkörper ein.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Fig. 1a zeigt ein erfindungsgemäßes Kupplungselement einer ersten Art in axialer Ansicht;
Fig. 1b zeigt ein Wellenkupplungselement nach Fig. 1a in Seitenansicht;
Fig. 2a zeigt einen Schnitt durch einen Befestigungsbe­ reich gemäß Fig. 1 mit Ringscheiben;
Fig. 2b zeigt einen Schnitt durch einen Befestigungsbe­ reich gemäß Fig. 1 mit einer Ringscheibe und einem Anschlußelement mit konischen Gegenflächen;
Fig. 3a zeigt Kräfteverhältnisse an einem Befestigungsbe­ reich nach Fig. 2;
Fig. 3b zeigt Zugkräfte an einem geschnitten dargestellten Verbindungsbereich;
Fig. 4a zeigt ein erfindungsgemäßes Kupplungselement einer zweiten Art in axialer Ansicht;
Fig. 4b zeigt ein Wellenkupplungselement nach Fig. 4a in axialer Ansicht;
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Befestigungsbe­ reich gemäß Fig. 4 mit Ringscheiben mit innen­ zylindrischen Ausnehmungen;
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch einen Befestigungsbe­ reich gemäß Fig. 4 mit einer Ringscheibe und einem Anschlußelement mit innenzylindrischen Ausneh­ mungen;
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch einen Befestigungsbe­ reich gemäß Fig. 4 mit einer Ringscheibe und einem Anschlußelement mit innenkonischen Eindrehungen;
Fig. 8a zeigt eine Wellenkupplung nach dem Stand der Technik in axialer Ansicht;
Fig. 8b zeigt eine Wellenkupplung nach Fig. 8a in Seitenansicht;
Fig. 9 zeigt ein Wellenkupplungselement nach dem Stand der Technik in Verbindung mit einem Anschlußele­ ment;
Fig. 10 zeigt ein Wellenkupplungselement nach dem Stand der Technik in verschiedenen Stadien bei Dreh­ momentbelastung und möglicher Bewegung zwischen Befestigungsbereichen und Anschlußteilen.
In den Fig. 1a und 1b ist ein erfindungsgemäßes Wellen­ kupplungselement 1, das die Form eines flachen Ringschei­ benkörpers hat, mit sechs umfangsverteilten dickeren Be­ festigungsbereichen 2 und jeweils dazwischenliegenden gestreckten Verformungsbereichen 3 erkennbar. In den Be­ festigungsbereichen sind jeweils Durchgangslöcher 4 vorge­ sehen, zu denen konzentrisch ringförmige Materialverstär­ kungen 5 vorgesehen sind. Wie in Fig. 1b im Teilschnitt erkennbar, bestehen die Materialverstärkungen 5 aus zu­ sätzlichen Lagen von Pre-pregs mit konischer Außenober­ fläche. Die Verformungsbereiche 3 sind im wesentlichen rechtwinklig zu ihrer Längsachse L begrenzt und gehen in Ausrundungen 6 in die Befestigungsbereiche über.
In Fig. 2a ist ein Befestigungsbereich 2 im Schnitt durch die Achse eines Durchgangsloches 4 gezeigt, wobei an­ schließende Verformungsbereiche 3 erkennbar sind. Am Befestigungsbereich 2 sind jeweils beidseitig Material­ verstärkungen 5a, 5b mit konischer Oberfläche 8a, 8b erkennbar. Beidseitig auf diese aufgesetzt sind Ringschei­ ben 7a, 7b mit komplementärer innenkonischer Gegenfläche 9a, 9b. Mit α ist der Konuswinkel der Materialverstärkung bezeichnet. Der Durchmesser des Durchgangsloches 4 kann im axial verspannten Zustand der Scheiben 7a, 7b gegenüber dem dargestellten Durchmesser reduziert werden. Auf diese Weise kann durch die Verspannung der Formschluß gegenüber einem durchgesteckten Bolzen hergestellt werden. Im darge­ stellten Ausgangszustand ist der Durchmesser des Durch­ gangsloches bereits geringer als derjenige der Durch­ gangsöffnungen der Scheiben.
In Fig. 2b ist ebenfalls ein Befestigungsbereich 2 im Schnitt durch die Achse eines Durchgangsloches 4 gezeigt, wobei anschließende Verformungsbereiche 3 wieder erkennbar sind. Die Materialverstärkungen 5a, 5b zu beiden Seiten des Befestigungsbereiches stimmen mit denen in Fig. 2a überein. Im vorliegenden Fall ist eine axiale Verspannung mit einer einzelnen Ringscheibe 7a und einem Anschlußele­ ment 7c vorgesehen, die zu den konischen Oberflächen 8a, 8b der Materialverstärkungen komplementäre innenkonische Gegenflächen 9a, 9b aufweisen. Mit α ist wiederum der Konuswinkel der Materialverstärkung bezeichnet. Die axiale Verspannung der Teile erfolgt mittels einer Schrau­ ben-Mutter-Verbindung 10. In diesem Fall ist der Durch­ messer des Durchgangsloches 4 im bereits axial verspannten Zustand der Scheibe und des Anschlußelementes überein­ stimmend mit dem Durchmesser der Durchgangslöcher in der Scheibe und dem Anschlußelement. Beide stimmen mit dem Durchmesser der Schraube im wesentlichen überein. Im un­ verspannten Ausgangszustand ist also hier der Durchmesser des Durchgangsloches 4 größer anzunehmen.
In Fig. 3a sind die auf die konischen Oberflächen der Materialverstärkungen 5a, 5b infolge der Axialverspannung der Scheiben 7 einwirkenden Kräfte 11 dargestellt, die Zugkräften 12 in den Verformungsbereichen entgegenwirken.
In Fig. 3b sind zwei Befestigungsbereiche 2 mit Material­ verstärkungen 5 sowie ein Verformungsbereich 3 in ge­ schnittener Form erkennbar, wobei die Zukräfte 12 in den Verformungsbereichen wiederum durch Pfeile gezeigt sind. Die Materialverstärkungen 5 verhindern ein Verschieben der Befestigungsbereiche gegenüber den entsprechenden An­ schlußelementen.
In Fig. 4a und 4b ist ein erfindungsgemäßes Wellen­ kupplungselement 21 dargestellt, das wiederum die Form eines flachen Ringscheibenkörpers hat und sechs umfangs­ verteilte dickere Befestigungsbereiche 22 und jeweils dazwischenliegende gestreckte Verformungsbereiche 23 auf­ weist. In den Befestigungsbereichen sind jeweils Durch­ gangslöcher 24 vorgesehen, an deren Öffnungen ringförmige Materialverstärkungen 25 konzentrisch angeordnet aufgelegt sind. Wie in Fig. 4b im Teilschnitt erkennbar, bestehen die Materialverstärkungen 25 aus zusätzlichen Lagen von Pre-pregs von zylindrischer Scheibenform. Die Verformungs­ bereiche 23 sind im wesentlichen rechtwinklig zu ihrer Längsachse L begrenzt und gehen in Ausrundungen 26 in die Befestigungsbereiche über.
In den Fig. 5 bis 7 ist jeweils ein Befestigungsbereich 22 im Schnitt durch die Achse eines Durchgangsloches 24 gezeigt, wobei anschließende Verformungsbereiche 23 er­ kennbar sind. Am Befestigungsbereich 22 sind jeweils beid­ seitig Materialverstärkungen 25a, 25b mit zylindrischer Außenumfangsfläche erkennbar.
In Fig. 5 sind beidseitig Ringscheiben 27a, 27b mit kom­ plementärer innenzylindrischer Gegenfläche 29a, 29b auf die Materialverstärkungen 25a, 25b aufgesetzt.
In Fig. 6 ist der Befestigungsbereich zwischen einer Ringscheibe 27a und einem Flanschteil 30 gezeigt, die innenzylindrische Gegenflächen 29a, 29b zu den außen­ zylindrischen Umfangsoberflächen der Materialver­ stärkungen 25a, 25b bilden.
In Fig. 7 ist ein Befestigungsbereich 22 mit einem Ring­ scheibenkörper 27c und einem Flanschteil 30d in axial noch nicht verspannter Stellung gezeigt. Hierbei ist erkennbar, daß den Umfangsoberflächen 28a, 28b der aufgesetzten Ma­ terialverstärkungen 25a, 25b innenkonische Ausnehmungen 31c, 31d mit innenkonischen Gegenflächen 29c, 29d gegen­ überliegen. Beim axialen Verspannen werden somit die Ma­ terialverstärkungen 25a, 25b radial gestaucht, so daß ihr ursprünglicher Innendurchmesser D1 sich reduziert, so daß eine Schraube spielfrei gehalten wird.
In allen Figuren ist der Außendurchmesser der Ansätze mit D3 und der Öffnungsdurchmesser der Scheiben und der Flanschteile mit D2 bezeichnet. Auf die Flanschteile bzw. Ringscheiben quer zur Bohrungsachse einwirkende Kräfte verteilen sich durch Formschluß auf die Ansätze 25a, 25b.
In den Fig. 8a, 8b ist ein Wellenkupplungselement 41 nach dem Stand der Technik dargestellt. Es besteht aus sechs umfangsverteilten dickeren Befestigungsbereichen 42, jeweils dazwischenliegenden Verformungsbereichen 43. In den Befestigungsbereichen sind jeweils Durchgangslöcher 44 vorgesehen. Die Oberflächen der durchgehend gleichmäßig dicken Befestigungsbereiche sind eben.
In Fig. 9 ist das Wellenkupplungselement 41 nach Fig. 8a, 8b dargestellt, das mit einem dreiarmigen Anschlußflansch 50 einer Rohrwelle 51 verschraubt ist, wobei als Ver­ spannmittel der mit ebenen Oberflächen ausgebildeten Be­ festigungsbereiche 42 Schrauben 45, Muttern 46 und unter­ gelegte Scheiben 47 vorgesehen sind, die die Durchgangs­ löcher 44 und entsprechende Durchgangslöcher 48 in den Flanscharmen 49 des Anschlußflansches 50 durchsetzen. Die erfindungsgemäßen Wellenkupplungselemente nach den Fig. 1 und 4 werden in gleicher Weise, jedoch unter Verwendung erfindungsgemäß angepaßter Anschlußelemente und/oder Scheiben verbaut.
In Fig. 10 ist in vier verschiedenen Darstellungen je­ weils ein Wellenkupplungselement nach dem Stand der Tech­ nik prinzipiell durch einen einfachen Polygonzug darge­ stellt, wobei drei durch Lagerungssymbole bezeichnete Eckpunkte die Befestigungsstellen mit einem ersten An­ schlußelement bezeichnen. Jeweils dazwischenliegende Eckpunkte bezeichnen die Befestigungsstellen mit einem weiteren Anschlußelement, für das im weiteren zwei Fallunterscheidungen gemacht werden.
In der Darstellung 1 ist das unverformte Wellenkupplungs­ element dargestellt. Alle Verformungsbereiche zwischen den punktförmigen Befestigungsstellen haben die gleiche Ausgangslänge L0.
In der Darstellung 2 ist das gleiche Element unter hohem Drehmoment dargestellt, wobei die Befestigungspunkte der jeweiligen Anschlußelemente untereinander gleiche Winkel bilden und alle auf dem gleichen Teilkreis liegen. Hierbei sind erste Verformungsbereiche gedehnt, d. h. auf eine Länge L < L0 gebracht, während zweite, jeweils da­ zwischenliegende Verformungsbereiche gestaucht, d. h. auf eine Länge L < L0 gebracht sind. Das Stauchen kann hier­ bei mit einem Ausbeulen der Verformungsstege aus ihrer Mittelebene heraus verbunden sein. Wenn die durch ein Dreieck dargestellten Flanscharme des zweiten Anschlußele­ mentes an den Befestigungsstellen unverrückbar fixiert sind, wie nach dem Gegenstand der Erfindung vorgesehen, bildet sich die in Darstellung 2 gezeigte Verformung voll­ ständig bei Drehmomententlastung zur Ausgangsposition der Darstellung 1 zurück.
Bei Wellenkupplungselementen nach dem Stand der Technik findet jedoch neben der genannten Dehnung und Stauchung zum Teil eine Verschiebung der Anschlußelemente gegenüber den Befestigungsbereichen statt, so daß die dargestellten Verbindungsstrecken in der Darstellung 2 die Abstände der Flanscharme der Befestigungsstellen darstellen, nicht jedoch der Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen des Wellenkupplungselementes. Eine derartige Verschiebung hat die Folge, daß bei Drehmomententlastung das Wellen­ kupplungselement nicht in seinen Ausgangszustand zurückge­ kehrt.
In der Darstellung 3 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Flanscharme des zweiten Anschlußelementes radial nachgie­ big sind. Es findet hier eine Rückverformung der zuvor gestauchten Verformungsbereiche zur Ausgangslänge L0 statt, wobei jedoch durch die erfolgte Verschiebung der Befestigungspunkte die zuvor gedehnten Verformungsbereiche zu einem Ausbeulen gezwungen werden. In der Darstellung 4 ist eine Rückverformung gezeigt, wie sie erfolgt, wenn die Befestigungsstellen an den Flanscharmen sowohl des ersten Anschlußelementes wie auch des zweiten Anschlußelementes radial steif sind, d. h. die Befestigungspunkte sich auch nach Drehmomententlastung auf dem gleichen Teilkreis be­ finden. Hier findet bei den zuvor gedehnten Verformungsbe­ reichen aufgrund der Verschiebung der Befestigungspunkte ebenfalls ein Ausbeuleffekt statt. Die hierbei ent­ stehenden Gegenkräfte sind so groß, daß sich der Ausbeul­ effekt der zuvor verkürzten Bereiche nicht vollständig zurückbilden kann. Im Schnitt A-A ist dargestellt, daß beide Bereiche in ihren Ebenen verworfen sind.
In beiden Fällen nach den Darstellungen 3 und 4 ergibt sich ein zumindest in einem Teil der Verbindungsbereiche druckvorgespanntes Element, das im Betrieb nicht haltbar ist und bei Betrieb unter Beugewinkel zur schnellen Zer­ störung führt.

Claims (8)

1. Wellenkupplungselement aus Faserverbundmaterial in Form eines Ringscheibenkörpers mit einer Mehrzahl von Befestigungsbereichen zur in Umfangsrichtung ab­ wechselnden Verbindung mit jeweils einer Anschluß­ welle, die zumindest teilweise Durchgangslöcher zum Durchstecken von Befestigungselementen aufweisen, und mit jeweils zwischen den Befestigungsbereichen liegen­ den elastischen Verformungsbereichen, die in Form von federblattartigen - vorzugsweise Geraden - Stegen untereinander gleicher Länge vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsbereiche (2) konzentrisch zu den Durchgangslöchern (4) mit Materialverstärkungen (5) mit konischer Oberfläche versehen sind, wobei die Scheitel der Öffnungswinkel jeweils auf der Achse der Durchgangslöcher außerhalb der Befestigungsbereiche liegen und
daß zur Kraftübertragung zwischen Anschlußmitteln für die Befestigungsbereiche (2) und den konischen Ober­ flächen der Materialverstärkungen (5) innenkonisch eingezogene Ausnehmungen in den Anschlußmitteln oder Ringscheiben (7) mit innenkonisch eingezogenen Aus­ nehmungen vorgesehen sind, die zu den konischen Ober­ flächen der Materialverstärkungen komplementäre Ober­ flächen haben.
2. Wellenkupplungselement aus Faserverbundmaterial in Form eines Ringscheibenkörpers mit einer Mehrzahl von Befestigungsbereichen zur in Umfangsrichtung ab­ wechselnden Verbindung mit jeweils einer Anschluß­ welle, die zumindest teilweise Durchgangslöcher zum Durchstecken von Befestigungselementen aufweisen, und mit jeweils zwischen den Befestigungsbereichen liegen­ den elastischen Verformungsbereichen, die in Form von federblattartigen - vorzugsweise Geraden - Stegen untereinander gleicher Länge vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsbereiche (22) konzentrisch zu den Durchgangslöchern (24) mit Materialverstärkungen (25) mit zylindrischer Umfangsoberfläche versehen sind und
daß zur Kraftübertragung zwischen Anschlußmitteln für die Befestigungsbereiche und den zylindrischen Um­ fangsoberflächen der Materialverstärkungen Eindrehun­ gen in den Anschlußmitteln oder zusätzliche Ring­ scheiben mit Eindrehungen vorgesehen sind, die den zylindrischen Umfangsoberflächen entsprechende Öff­ nungsdurchmesser haben.
3. Wellenkupplungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Materialverstärkungen (5, 25) jeweils auf beiden Seiten der Befestigungsbereiche (2, 22) vorgesehen sind.
4. Wellenkupplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel α der konischen Oberflächen der Materialverstärkung (5) zwischen 12° und 30° liegt.
5. Wellenkupplungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindrehungen innenzylindrische Oberflächen (29a, b) haben.
6. Wellenkupplungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindrehungen innenkonisch verjüngte Ober­ flächen (29c, d) haben.
7. Wellenkupplungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (7, 27) auf den zu den Anschluß­ wellen liegenden äußeren Seiten ebene radiale Flächen haben.
8. Wellenkupplungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Einspannmittel Bolzen oder Schrauben mit Muttern (10) oder Nieten im Zusammenwirken mit den Oberflächen von Scheiben (7a, b) und/oder Flanschen (7c) der Anschlußwellen vorgesehen sind.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0878632A2 (de) 1997-05-17 1998-11-18 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Wellengelenk
EP0878633A2 (de) 1997-05-17 1998-11-18 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Wellengelenk
DE19727321A1 (de) * 1997-05-17 1998-11-26 Daimler Benz Ag Wellengelenk
FR2767879A1 (fr) 1997-09-04 1999-02-26 Daimler Benz Ag Joint pour relier deux arbres avec une certaine mobilite axiale ou angulaire
DE19834383A1 (de) * 1998-07-30 1999-11-18 Daimler Chrysler Ag Wellengelenk
WO2000020771A1 (en) * 1998-10-02 2000-04-13 Gkn Automotive Gmbh Flexible coupling
US6203434B1 (en) 1997-05-17 2001-03-20 Daimlerchrysler Ag Cardan-type joint including supportive compression bars
DE102014114460A1 (de) 2014-10-06 2016-04-07 xperion components GmbH & Co. KG Anordnung für eine Wellenkupplung
US20160251039A1 (en) * 2013-10-30 2016-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structural body of differing thicknesses, and method of manufacturing thereof

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6176784B1 (en) 1997-05-17 2001-01-23 Daimlerchrysler Ag Cardan-type joint
EP0878633A2 (de) 1997-05-17 1998-11-18 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Wellengelenk
DE19720857A1 (de) * 1997-05-17 1998-11-19 Daimler Benz Ag Wellengelenk
DE19727321A1 (de) * 1997-05-17 1998-11-26 Daimler Benz Ag Wellengelenk
US6371858B2 (en) 1997-05-17 2002-04-16 Daimlerchrysler Ag Cardan-type joint
EP0878632A2 (de) 1997-05-17 1998-11-18 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Wellengelenk
DE19727321C2 (de) * 1997-05-17 1999-10-21 Daimler Chrysler Ag Wellengelenk
DE19720857C2 (de) * 1997-05-17 2001-09-27 Daimler Chrysler Ag Wellengelenk
US6203434B1 (en) 1997-05-17 2001-03-20 Daimlerchrysler Ag Cardan-type joint including supportive compression bars
DE19738621A1 (de) * 1997-09-04 1999-03-25 Daimler Benz Ag Wellengelenk
US6203436B1 (en) 1997-09-04 2001-03-20 Daimlerchrysler Ag Universal joint
DE19738621C2 (de) * 1997-09-04 2001-09-13 Daimler Chrysler Ag Wellengelenk
FR2767879A1 (fr) 1997-09-04 1999-02-26 Daimler Benz Ag Joint pour relier deux arbres avec une certaine mobilite axiale ou angulaire
DE19834383A1 (de) * 1998-07-30 1999-11-18 Daimler Chrysler Ag Wellengelenk
WO2000020771A1 (en) * 1998-10-02 2000-04-13 Gkn Automotive Gmbh Flexible coupling
GB2358694A (en) * 1998-10-02 2001-08-01 Gkn Automotive Gmbh Flexible coupling
US6500071B1 (en) 1998-10-02 2002-12-31 Gkn Automotive Gmbh Flexible coupling
GB2358694B (en) * 1998-10-02 2003-02-19 Gkn Automotive Gmbh Flexible coupling
US20160251039A1 (en) * 2013-10-30 2016-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structural body of differing thicknesses, and method of manufacturing thereof
US10000243B2 (en) * 2013-10-30 2018-06-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structural body of differing thicknesses, and method of manufacturing thereof
DE102014114460A1 (de) 2014-10-06 2016-04-07 xperion components GmbH & Co. KG Anordnung für eine Wellenkupplung

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JPH05280549A (ja) 1993-10-26

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