DE7119235U

DE7119235U - Elastische Kupplung

Info

Publication number: DE7119235U
Application number: DE7119235*7U
Authority: DE
Original assignee: Dunlop Holdings Ltd
Current assignee: Dunlop Holdings Ltd
Priority date: 1970-05-16
Publication date: 1974-09-05

Description

DUNLOF HOLDINGS LIMITED, Dunlop House, Ryder Street, St. James's London S.V. t. Großbritannien

^Elastische Kupplung und Verfahren zu ihrer Herstellung^·

Die Neuerung betrifft elastische Kupplungen, die aus einem Paar starrer Teile bestehen, von denen jedes eine Anzahl von Schenkeln hat, die von einem Basisteil jedes starren Teils abgehen, wobei die starren Teile ineinander liegen, sich jedoch nicht berührend angeordnet sind.

Kupplungen dieser Art können in Wellen-Leitungen, ζ Β. zur Übertragung des Antriebs vom Motor eines Kraftfahrzeuges Verwendung finden; insbesondere sind sie aber von Vorteil in der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs zur Dämpfung der unerwünschten Schwingungen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Kupplung so zu gestalten, daß sie eine Verdrehung in einem begrenzten Winkelbereich praktisch ohne Widerstand zuläßt, während sie bei Überschreitung dieses Bereichs schnell so steif wird, daß das Drehmoment ohne Verdrehung der beiden mit den Kupplungsteilen verbundenen Wellen gegeneinander übertragen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine elastische Kupplung der eingangs angegebenen Art derart ausgestaltet, daß die zwischen gegenüberliegenden Schenkeln der starren

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Teile vorhandenen Räume von einem Dämpfungselement auB guiumielastischem Material ausgefüllt sind, das Aussparungen hat, die eine praktisch kräftefreie Verdrehung der Kupplungsteile innerhalb eines bestimmt*« Winkels zulassen.

Vorzugsweise haben die Schenkel der starren Teile gleiche Abmessungen und liegen in Ebenen, die parallel oder etwa parallel zur Achse der Kupplung verlaufen. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Schenkel des einen starren Teils sich zum Basisteil des anderen starren Teils erstrecken. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die starren Teile im Querschnitt U-förmig und haben Schenkel, die vom Basisteil abgehen.

Weiterhin ist es zwecoüäßig an die äußeren, freien Enden der Schenkel 3efestigungä3.anschen anzuschließen, die in einer Ebene liegen, die ser.«,."acht oder nahezu senkrecht zur Achse der Kupplung verlaufe. Die Schenkel der starren Teile können Flanschenteile aufweisen, die in durch die Achse der Kupplung gehenden Radien und in Ebenen parallel zur Achse der Kupplung liegen. Bei dieser Ausführungsform kann das Dämpfungselement aus gummielastischen Material sich zwischen die Flanschteile einander gegenüberliegender Schenkel erstrecken. Die Aussparungen im Material des Dämpfungselements, die die praktisch kräftefreie Verdrehung der Kupplungsteile zueinander zu_lassen, können dann in denjenigen Teilen des elastischen Dämpfungselement Schenkeln befinden. Vorzugsweise sind die Aussparungen im gummielastischen Dämpfungsmaterial im Querschnitt etwa V-förmig.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform sind, damit ein begrenzter Winkelbereich einer praktisch kräftefreien Verdrehung vorhanden ist, das gummielastische Dämpfungsmaterial nur mit den Flächen der Schenkel eines starren Teils fest verbunden, z.B. verklebt, während zwischen

den Flächen der Schenkel des anderen starren Teils und dan gegenüberliegenden Flächen des gummielastischen Materials freie Räume entsprechend der Größe und entsprechender, ü.B. im Querschnitt V-förmiger Gestaltung verbleiben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das gummielastische Dämpfungselement mittig in der aus den starren Teilen bestehenden Anordnung untergebracht sein und sich bis in die Räume zwischen den Schenkeln erstrecken. Man kann aber auch mehrere Dämpfungselemente zwischen den starren Teilen unterbringen.

Die Kupplung gemäß der Neuerung kann in einer Kombination mit drehbaren Teilen beliebiger Ausgestaltung angeordnet sein und zur Übertragung von Drehmomenten dienen, wobei sich die Charakteristik ändert, wenn ein begrenzter Winkelbereicn überschritten wird, dessen Größe von der Ausgestaltung der Aussparung im gummielastischen Dämpfungselement abhängig ist. So kann man z.B. eine Kupplung gpmäß der Neuerung in einer Kraftübertragung vorsehen oder in der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs.

Die Neuerung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen elastischen Kupplung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei starre Teile in eine Vulkanisationsform oder dgl. mit einem zwischen ihnen liegenden Stück nicht vulkanisierten Elastomers eingebracht werden, wobei das Elastomer den durch die starreD Teile begrenzten Raum ausfüllt und Einlageteile in der Vulkanisationsform vorgesehen sind, die sich zwischen gegenüberliegende Schenkel eines Paares starrer Teile im wesentlichen parallel zur Achse der Kupplung zwecks Bildung der Auajsarung erstrecken, worauf der Vulkanisationsvorgang durchgeführt wird.

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11, der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Neuerung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer für eine Lenksäule vorgesehenen Kupplung;

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht eines in der in Fig. 1 dargestellten Kupplung enthaltenen starren Teils und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Kupplung.

Die zur Verwendung in der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Kupplung, die im ganzen mit 10 bezeichnet ist (vgl. Fig. 1 bis 3) besteht aus einem Paar gleicher, etwa U-förmiger starrer Teile (11,12), die so angeordnet sind, daß die Schenkel (I3i1^) jeden starren Teils sich vom zugehörigen Basisteil (15»16) in Richtung bzw. parallel zur Richtung der Achse der Kupplung zum Basisteil des gegenüberliegenden starren Teils erstrecken. Dabei liegen die Schenkel (13>14·) des einen starren Teils parallel zu den Schenkeln des anderen starren Teils und erstrecken sich in demselben Bereich der Kupplung bzw. der Lenksäule.

Die starren Teile (11, i2) (vgl. Fig. 2) können aus Stahlblech gefertigt sein, wobei die Basis (16.) etwa rechteckig ist und die Schenkel (14), die im rechten Winkel zur Basis (16) stehen, einen etwa rechteckigen Abschnitt (17) haben, an den sich, in Bezug auf die Achse der Kupplung radial nach auswärts gebogen, Flanschen (18) anschließen, die zur Befestigung der Kupplung bzw. zu ihrer Verbindung mit den beiden Teilen der Lenksäule dienen.

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Die starren Teile (11,12) haben außerdem Befestigungsflanschen (19)i die in einer senkrecht zur Achse der Kupplung verlaufenden Ebene liegen. Die Befestigungsf!ansehen (19,20) werden durch umgebogene Teile der Schenkel gebildet und weisen Löcher (21,22) auf.

Die starren Teile (11,12) können als Gußteile, aus Sinter-Metall oder in anderer geeigneter Weise gefertigt, z.B. aus Blech tiefgezogen sein.

Zur Fertigung des Dämpfungselements (23) können die beiden starren Teile (11,12) in eine Vulkanisations- form zusammen mit einem Stück nicht vulkanisierten E «istomers eingebracht werden. Das unvulkanisierte Stück Gummi wird in dem Raum zwischen den vier Schenkeln untergebracht oder es kann ein Übertragungs-Vulkanisationsverfahren angewendet werden. In die Vulkan!sationsform werden keilförmige Einlageteile eingelegt, und zwar radial in die Zwischenräume zwischen den Flanschen (18) gegenüberliegender Schenkel (13»Ή), welche Räume etwa in radialer Richtung liegen. Der Spritz- und Vulkanisationsvorgang wird in üblicher Weise durchgeführt, wobei während dieses Vorgangs die Einlageteile tiefe und verhältnismäßig schmale Aussparungen (24) von V-förmigen Querschnitt in den Teilen des Dämpfungselements (23) erzeugen, die zwischen den diagonal verlaufenden Flanschen gegenüberliegender Schenkel liegen.

Die Abmessung der Einlageteile für die Vulkanisationsformen werden so gewählt, daß in der auevulkanisierten Kupplung die Aussparungen (24) genügend Platz zwischen gegenüberliegenden Flanschen freilassen, um dadurch eine Verdrehung von 3° (oder einen anderen gewünschten Wert) zwischen den starren Teilen zuzulassen.

Wenn die vorstehend beschriebene Kupplung in eine Lenksäule eingebaut ist, kann das Lenkrad über einen Winkel von 3° (oder einen anderen gewünschten Winkelbereich)

bei verhältnismäßig geringem Widerstand der Kupplung gedreht werden. Dieser Widerstand ist nur durch die Scherkräfte im mittigen Teil des Dämpfungselements (23) bedingt. Nach Überschreitung des verhältnismäßig freien Spiels von 3 wird der Gummi oder das gummiähnliche Material zwischen d**^ "flanschen einander gegenüberliegender Schenkel __-i Druck beansprucht, weil die beiden Seitenflächen in jeder Aussparung (24) miteinander in Berührung kommen, so daß die Torsions-Steifigkeit plötzlich ansteigt.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das Dämpfungselement aus mehreven Segmenten eines Elastomers bestehen, die ir^t den starren Teilen durch Vulkanisation oder Siebung verbunden sind.

Die vorstehend beschriebene Kupplung hat infolge der geschilderten Bauart eine verhältnismäßig geringe Torsions-Steifigkeit bei Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs. Sie dient dann zur Isolierung der Lenksäule gegen Schwingungen bzw. Vibrationen in dem Lenk-Mechanismus und sie hat außerdem die Eigenschaft, schnell eine hohe Steifigkeit anzunehmen, damit beim Kurvenfahren eine einwandfreie Übertragung der Lenkbewegung vom Lenkrad auf die Räder erfolgt.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Bereich von 3° für das freie Spiel der Lenkung vorgesehen. Man kann die Aussparungen aber auch so gestalten, daß man andere Winkelgrößen für das freie Spiel erhält, wobei der Bereich von 0° bis 10° als typisch angesehen werden kann.

Eine Kupplung der vorstehend beschriebenen Art kann auch so abgewandelt werden, daß das Deämpfungselement nur mit dem Flansch eines der beiden gegenüberliegenden Schenkel fest verbunden ist, wobei keine Aussparungen im Dämpfungs-

element vorhanden sind. Bei dieser Ausbildung hat das Dämpfungselement vom Flansch des anderen Schenkel eines Schenkelpaars einen Abstand derart, daß eine Lücke verbleibt, die in einem beschränkten Winkelbereich ein praktisch freies Spiel zwischen den starren Teilen zuläßt.

Die beschriebene Kupplung hat die Eigenschaft auch bei Pruch des Dämpfungselements ihre Aufgabe erfüllen zu können. Dies gilt für Verdrehung und axiale Verschiebung der starren Teile, wenn, etwa die Verbindung zwischen dem Elastomer und den aus Metall bestellenden Teilen zerstört wird oder eine Zerstörung im Gummi selbst auftritt.

Claims

Schutzansprüche:

1. Elastische Kupplung bestehend aus einem Paar starrer Teile, von denen jedes eine Ansahl von Schenkel hat, die von einem Basisteil des starren Teiles abgehen, wobei die starren Teile ineinanderliegend, sich jedoch nicht berührend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen gegenüberliegenden Schenkel (13,14) der starren Teile (1,12) vorhandenen Bäume von einem Dämpfungseiement (23) aus gummi elastischem Material erfüllt sind, das Aus .parungen (24) hat, die eine praktisch kräftefreie Verdrehung der Kupplungsteile innerhalb eines bestimmten Winkels zulassen.

2. Kupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel ('13,14) der starren Teile (11,12) gleiche Abmessungen haben.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (13,14) in Ebenea liegen, die !parallel oder etwa parallel zur Achse der Kupplung verlaufen.

4. Kupplung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (13,14) des einen starren Teiles sich zum Basisteil (15»16) des anderen starren Teiles erstrecken.

5. Kupplung na3h Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die starren Teile im Querschnitt U-förmig sind und Schenkel (13,14·) haben, die vom Basisteil (15,16) abgehen.

6. Kupplung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß an das äußere, freie Ende der Schenkel (13,14) Bafestigungsflanseh (19,20) angeschlossen sind, die in einer Ebene liegen, die senkrecht oder nahezu senkrecht zur Achse der Kupplung ist.

7. Kupplung nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (13,14) Flanschteile (18) aufweisen, die in durch die Achoe der Kupplung gehenden Pwsrien und in Ebenen parallel zur Achse der Kupplung liegen.

8. Kupplung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (23) sich zwischen die Flanschteile (18) einander gegenüberliegender Schenkel (13,14) erstreckt.

9» Kupplung nach .'L.Lspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (PA) im Mjjerisl des Dämpfungselements (23) zwischen den Flanschteilen (18) der einander gegenüberliegenden Schenkel (13,14) vorgesehen sind.

1O_U Kupplung nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (24) einen etwa V-förmigen Querschnitt haben.

11* Kupplung nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zwischen einander gegenüberliegenden Schenkeln (13,14) ein Dämpfungse]ement aus Elastomer untergebracht ist, das nur mit einem Schenkel eines Paars einander gegenüberliegender Schenkel fest verbunden ist.

6. Juni 1974

12. Kupplung nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß ein einstückiges Dämpfungselement (23) mittig in den starren Kupplungsteilen angeordnet ist, derart, daß es sich in die Räume zwischen den Schenkeln eines Paars einander gegenüberliegender Schenkel erstreckt.

13. Kupplung nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß mehere Dämpfungselemente zwischen den starren Teilen (11,12) angeordnet sind.

7118235-5.9.74