DE4221417C2 - Gelenkwellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkwellenkupplung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches.

Aus DE-Z: Antriebstechnik 25 (1986), Nr. 5, Seite 47/52 ist eine Wellenkupplung bekannt, bei der zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb eine drehelastische Kupplung vorgesehen ist. Ein Primärteil ist dabei mit dem Antrieb und ein Sekundärteil mit dem Abtrieb verbunden. Zwischen Primärteil und Sekundärteil ist zur Übertragung des Drehmoments ein Elastomerblock vorgesehen. Der radialen Führung dient ein Radial-Gleitlager. Zusätzlich ist zur Aufnahme axial wirkender Kräfte ein Axial-Gleitlager vorgesehen, welches zwischen dem Primärteil und einem mit dem Elastomerblock verbundenen Widerlager angeordnet ist. Eine derartige Wellenkupplung neigt zum Kantentragen des Radial-Gleitlagers durch Kippmomente, welche induziert werden können, wenn der Antrieb mit einer Gelenkwelle verbunden ist. Durch das Kantentragen wird der Schmierfilm zerstört, was einen schnellen Verschleiß des Radial-Gleitlagers zur Folge hat.

Aus DE-OS 38 34 919 ist eine Gelenkwellenkupplung bekannt, bei der zwischen einem Schwungrad und einer Gelenkwelle eine dreh­ elastische Kupplung vorgesehen ist. Diese besteht aus einem mit dem Schwungrad fest verbundenen Primärteil und aus einem mit der Gelenkwelle fest verbundenen Sekundärteil und einem zur Übertra­ gung des Drehmoments zwischen Primär- und Sekundärteil angeord­ neten Elastomerblock.

Der Elastomerblock erstreckt sich in radialer Richtung und ist an seiner äußeren Umfangsfläche mit einer Verzahnung im Primärteil geführt, so daß er axiale Bewegungen gegenüber dem Primärteil ausführen kann.

Zur radialen Führung des Sekundärteils im Primärteil ist ein Radial-Gleitlager vorgesehen, welches axiale Bewegungen der Gelenkwelle zuläßt. Eine derartige Gelenkwelle er­ laubt axiale Bewegungen des Sekundärteils, d. h. die Gelenkwelle selbst kann ohne Längenausgleich ausgeführt werden. Nachteilig erweist sich das durch die Gelenkwelle ins Radial-Gleitlager eingebrachte Kippmoment, welches mit der doppelten Frequenz der Drehzahl der Gelenkwelle umläuft. Dieses Kippmoment führt zu einer Verkantung des Radial-Gleitlagers, so daß sich in diesem kein durchgehender Schmierfilm aufbauen kann und somit zu einem vorzeitigen Ausfall des Radial-Gleitlagers beiträgt.

Ausgehend von einer Gelenkwellenkupplung entsprechend dem Gat­ tungsbegriff des Patentanspruches liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, den negativen Einfluß des Kippmoments aus der Ge­ lenkwelle auf die Lagerung zu beseitigen und die Weiterleitung der Stoßimpulse zweiter Ordnung auf die Brennkraftmaschine abzu­ bauen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe einerseits bei Verwendung einer Gelenkwelle mit Längenausgleich durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch das zweite Radial-Gleitlager wird die Verkantung der Gleit­ lager verhindert. In den Gleitlagern kann sich ordnungsgemäß ein durchgehender Ölfilm aufbauen, der einen Verschleiß der Lager verhindert. Durch die doppelte radiale Lagerung wird darüber hinaus ein Abheben des Axiallagers durch das von der Gelenkwelle induzierte Kippmoment verhindert und die damit verbundenen Stöße vermieden. Diese Stöße würden andernfalls auf die Brennkraftma­ schine und deren Anbaugeräte übertragen und können im Resonanz­ fall zu schweren Schäden führen.

Andererseits wird die Aufgabe bei Verwendung einer Gelenkwelle ohne Längenausgleich durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruches 2 gelöst.

Die Gelenkwellenkupplung nimmt selbst die Längenänderungen der Gelenkwelle auf, so daß die Gelenkwelle kostengünstiger ausge­ führt werden kann und die Gelenkwellenkupplung keines Axialla­ gers bedarf. Die von der Gelenkwelle eingeleiteten Längenände­ rungen werden von der Steckverzahnung und zum Teil auch durch die Elastizität des Elastomerblocks aufgenommen.

Ausführungsbeispiele sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine drehelastische Kupplung in Verbindung mit einer Gelenkwelle mit Längenausgleich,

Fig. 2 eine drehelastische Kupplung in Verbindung mit einer Gelenkwelle ohne Längenausgleich,

Fig. 3 eine detaillierte Darstellung der Verzahnung zwischen Elastomerblock und Primärteil.

Ein Schwungrad 1 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine ist unter Zwischenschaltung einer drehelastischen Kupplung 2 mit ei­ ner Gelenkwelle 3a verbunden. Die Kupplung wird aus einem Primär­ teil 3, einem Sekundärteil 4 und einem die beiden Bauteile ver­ bindenden Elastomerblock 5 gebildet. Das Sekundärteil 4 ist fest mit der Gelenkwelle 3a verbunden und ist mit einem ersten Radial- Gleitlager 6 in radialer Richtung im Primärteil 3 geführt. Zur axialen Führung ist ein Axial-Gleitlager 7 vorgesehen, das sich einerseits unmittelbar am Primärteil 3 und andererseits an einem Widerlager 8 abstützt, welches eine Einheit mit dem Sekundärteil 4 bildet. Der Längenausgleich findet ausschließlich in der Ge­ lenkwelle 3a statt.

Erfindungsgemäß ist nun ein zweites Radial-Gleitlager 9 vorge­ sehen, welches in einer Nabe 10 des Schwungrades 1 angeordnet ist. Das Sekundärteil 4 mit Gelenkwelle 3a ist über ein Tragele­ ment 11 im zweiten Radial-Gleitlager 9 derart geführt, daß das Sekundärteil 4 angesichts des zusätzlich vorhandenen ersten Ra­ dial-Gleitlager 6 keine Kippbewegungen ausführen kann. Dadurch kann sich in beiden Radial-Gleitlagern 6, 9 ein durchgehender Ölfilm ausbilden, da eine Verkantung durch die von der Gelenk­ welle 3a her induzierten Kippmomente zweiter Ordnung nicht mehr möglich ist.

Wegen der fehlenden Verkantung kann sich das Sekundärteil 4 ge­ genüber dem Primärteil 3 nicht mehr schräg stellen, wodurch ein Abheben und nachfolgendes Aufschlagen des Axial-Gleitlagers 7 ebenfalls vermieden wird. Dieses Schlagen des Axial-Gleitlagers 7 führt zu Stoßimpulsen die sich auf die Brennkraftmaschine fort­ pflanzen und an dieser, bzw. an damit verbundenen Anbaugeräten zu schweren Schäden führen kann, insbesondere dann, wenn ein Resonanzfall eintritt. Dies wäre der Fall, wenn ein mit dem Pri­ märteil 2 verbundenes Bauteil, beispielsweise die elastisch ge­ lagerte Brennkraftmaschine oder ein damit in Verbindung stehen­ des Anbaugerät eine Eigenfrequenz aufweist, die der doppelten Drehzahl der Gelenkwelle 3a entspricht.

Eine Variante der Gelenkwellenkupplung, bei der die Gelenkwelle 3a über keinen Längenausgleich zu verfügen braucht, ist in Fig. 2 dargestellt. Die von der Gelenkwelle 3a über das Sekundärteil 4 eingeleiteten Verschiebungen werden im wesentlichen von einer am Außenumfang 12 des Elastomerblockes 5 angebrachten Steckver­ zahnung 13 aufgenommen. Die Steckverzahnung 13 korrespondiert mit Nuten 14, welche auf der Innenseite des Primärteils 3 über den Umfang verteilt angeordnet sind. Einen geringen Teil der axialen Verschiebung kann natürlich auch der Elastomerblock 5 selbst aufnehmen.

Erfindungsgemäß ist wiederum neben dem ersten Radial-Lager 6 ein zweites Radial-Lager 9 vorgesehen, mit dem die Gelenkwelle 3a unter Zwischenschaltung des Tragelements 11 in der Nabe 10 des Schwungrades 1 geführt ist. Durch die Lagerung in den zwei Ra­ dial-Lagern 6 und 9 wird eine Verkantung derselben vermieden und für eine ordnungsgemäße Ausbildung eines durchgehenden Öl­ films gesorgt.

Eine detaillierte Darstellung der Verzahnung zwischen dem Elasto­ merblock 5 und dem Primärteil 3 ist in Fig. 3 dargestellt. Der Elastomerblock 5 weist auf seiner Umfangsfläche 12 eine Steck­ verzahnung 13 auf, welche in Nuten 14 am Innenumfang des Primär­ teils 3 eingreift. Durch diese Steckverzahnung 13 kann sich das Sekundärteil 4 in axialer Richtung gegenüber dem Primärteil 3 verschieben.

Diese Art der Ausführung entsprechend den Fig. 2 und 3 ist besonders preisgünstig, da die Gelenkwelle 3a ohne ein Nutprofil für den Längenausgleich ausgeführt werden kann und die Gelenk­ wellenkupplung auch ohne Axiallager auskommt.

Claims (2)

1. Gelenkwellenkupplung zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Gelenkwelle, bei der zwischen einem Schwungrad der Brennkraftmaschine und der mit Längenausgleich versehenen Gelenkwelle eine drehelastische Kupplung zwischengeschaltet ist, welche aus einem mit dem Schwungrad drehfest verbundenen Primärteil und einem mit der Gelenkwelle drehfest verbundenen Sekundärteil gebildet ist und bei der zwischen Primär- und Sekundärteil zur Übertragung des Drehmoments ein Elastomerblock vorgesehen ist und zur radialen Führung des mit der Gelenkwelle fest verbundenen Sekundärteils im Primärteil ein erstes Radial-Gleitlager angeordnet ist und wobei zwischen Primär- und Sekundärteil ein Axial-Gleitlager vorgesehen ist, wobei das Axial-Gleitlager einerseits unmittelbar gegen das Primärteil und andererseits gegen ein Widerlager des Sekundärteils abgestützt ist, und daß der Elastomerblock in axialer Richtung zwischen dem Widerlager und dem Primärteil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Gelenkwelle (3a) fest verbundene Sekundärteil (4) über ein Tragelement (11) mittels eines zweiten Radial-Gleitlagers (9) in einer Nabe (10) des Schwungrades (1) radial geführt, jedoch axial verschiebbar gelagert ist.

2. Gelenkwellenkupplung zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Gelenkwelle, bei der zwischen einem Schwungrad der Brennkraftmaschine und der ohne Längenausgleich versehenen Gelenkwelle eine drehelastische Kupplung zwischengeschaltet ist, welche aus einem mit dem Schwungrad drehfest verbundenen Primärteil und einem mit der Gelenkwelle drehfest verbundenen Sekundärteil gebildet ist und bei der zwischen Primär- und Sekundärteil zur Übertragung des Drehmoments ein sich in radialer Richtung erstreckender Elastomerblock vorgesehen ist, welcher an seiner Umfangsfläche eine in axialer Richtung verschiebbare Steckverzahnung aufweist, welche mit Nuten am Innenumfang des Primärteils korrespondiert und zur radialen Führung des mit der Gelenkwelle fest verbundenen Sekundärteils im Primärteil ein erstes Radial-Gleitlager angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Gelenkwelle (3a) fest verbundene Sekundärteil (4) über ein Tragelement (11) mittels eines zweiten Radial-Gleitlagers (9) in einer Nabe (10) des Schwungrades (1) radial geführt, jedoch axial verschiebbar gelagert ist.