EP1694976A1 - Drehgelenkkupplung zum gegenseitigen verbinden zweier wellenenden, insbesondere im antriebsstrang eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Drehgelenkkupplung zum gegenseitigen verbinden zweier wellenenden, insbesondere im antriebsstrang eines kraftfahrzeugs

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Publication number
EP1694976A1
EP1694976A1 EP04803761A EP04803761A EP1694976A1 EP 1694976 A1 EP1694976 A1 EP 1694976A1 EP 04803761 A EP04803761 A EP 04803761A EP 04803761 A EP04803761 A EP 04803761A EP 1694976 A1 EP1694976 A1 EP 1694976A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
joint
end plate
swivel
swivel coupling
disk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04803761A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Rothe
Josef Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Original Assignee
SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG filed Critical SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Publication of EP1694976A1 publication Critical patent/EP1694976A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • 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
    • F16D3/60Yielding 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 comprising pushing or pulling links attached to both parts
    • F16D3/62Yielding 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 comprising pushing or pulling links attached to both parts the links or their attachments being elastic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • 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

Definitions

  • Swivel coupling for mutually connecting two shaft ends, in particular in the drive train of a motor vehicle
  • the invention relates to a swivel coupling according to the preamble of claim 1.
  • Swivel couplings of this type are known from DE 2 255 533 AI and from DE 3 942 432 Cl.
  • a support body in the form of a three-pointed star is arranged centrally to the pitch circle of the joint disc within the joint disc.
  • Flexible inserts in the form of loop packages are supported on the spikes of the star-shaped support body.
  • the support body has a central hole which is intended to receive a centering pin which is fastened to one of the two shaft ends which are connected to one another by the joint disk.
  • the joint disc only has the task of transmitting torques and, to a certain extent, axial forces and has an inner space enclosed by it in a ring, in which a separate centering device is arranged.
  • This consists of a cup-shaped end area formed on one of the two shaft ends, a centering bush pressed into it with vulcanized-in lining, which leaves a central hole free, and a centering pin formed on the other shaft end, which engages in this hole.
  • the pot-shaped metal body has an end plate formed by three arms arranged in a star shape, which abuts an end face of the joint disk and has three holes lying on the pitch circle, through which one of the three threaded bolts of the first group extends, which with the flange on one of the two Are screwed.
  • These three threaded bolts each extend through a metal insert embedded in the joint disk, which is supported from the inside on a cylindrical wall of the pot-shaped metal body which encloses the joint disk.
  • the three threaded bolts of the second group which are connected to a flange of the other shaft end, each extend through a recess in a star-shaped metal insert which is also embedded in the joint disk, and this is supported on a central collar which is formed on the cup-shaped metal body and in engages a central recess of the joint disc.
  • the usability of this centering integrated in the joint disk depends on the fact that the embedded metal parts are kept precisely positioned in relation to one another when the joint disk is vulcanized, which is complex.
  • the invention is based on the object of designing a swivel coupling of the type mentioned in such a way that it can be produced in a simple manner, requires little installation space for its assembly, particularly in the axial direction, and high demands on the accuracy of the centering of the two interconnected Shaft ends met.
  • connection bodies be it bushings or Threaded bolts, each rigidly attached to one of the two end plates, all connection bodies, and thus also the associated shaft ends, remain centered in relation to one another in all operating states of the joint coupling according to the invention.
  • Fig. L is an end view of a first swivel coupling according to the invention.
  • Fig. 2 shows the section II-II in Fig. 1;
  • Fig. 3 is an end view of a second swivel coupling according to the invention.
  • FIG. 4 the section IV-IV in Fig. 3;
  • Fig. 5 is an end view of a third swivel coupling according to the invention.
  • Fig. 7 is an end view of a fourth swivel coupling according to the invention.
  • Fig. 9 is an end view of a fifth swivel coupling according to the invention.
  • the swivel coupling shown in FIGS. 1 and 2 has, as an essential torque-transmitting component, an articulated disk 10, which essentially consists of rubber or other rubber-like elastic material, is designed to be essentially rotationally symmetrical with respect to a central axis A, by means of two essentially flat, axially normal end faces , namely a first end face 12 and a second end face 14 is limited and has a circular central recess 16.
  • Six circular cylindrical sleeves 18 are vulcanized into the joint disk 10, the axes B of which are arranged parallel to the central axis A on a common pitch circle at uniform angular intervals of 60 degrees.
  • each of the sleeves 18, together with each of the sleeves 18 adjacent to them, is in the form of flexible inserts 20 looped around by thread loops, which are also vulcanized into the material of the joint disk 10.
  • the joint disk 10 is of a conventional type.
  • the articulated disk 10 is arranged between two end plates stamped from sheet steel, namely a first end plate 22 and a second end plate 24, each of which has three radially projecting arms 26 and 28, starting from a flat central region.
  • the arms 26 and 28 are cranked toward the articulated disk 10 and rest on the end faces 12 and 14 thereof. All arms 26 and 28 each have a circular hole 30, and these holes are in any case when the swivel coupling is assembled, as shown, on a common pitch circle 31 with the sleeves 18.
  • the holes 30 in the arms 26 of the first Face plate 22 is aligned with every second sleeve 18, and second face plate 24 is rotated by 60 degrees with respect to first face plate 22, so that holes 30 in their arms 28 are aligned with one of the three remaining sleeves 18.
  • a first connection body 32 is inserted into each of the three holes 30 of the first end plate 22 and into the sleeves 18 aligned with these holes, preferably with a press fit.
  • a second connection body 34 is inserted into the three holes 30 of the second end plate 24 and into the sleeves 18 aligned therewith, preferably pressed in with a press fit.
  • the two end plates 22 and 24 are held together with the joint disk 10.
  • the two end plates 22 and 24 each have a cylindrical central collar 36 and 38, which protrudes into the central recess 16 of the joint plate 10 according to FIG. 2 without directly touching it.
  • the two collars 36 and 38 are components of a centering device 40, which keeps the two end plates 22 and 24 centered in relation to one another and connects them to one another pivotably about an articulation center C lying on the central axis A.
  • the first collar 36 formed on the first end plate 22 has a significantly smaller diameter than the second collar 38 formed on the second end plate 24.
  • the two collars 36 and 38 thus delimit an annular space in which, according to FIG Joint body 42 with a convex spherical outer surface and cylindrical inner surface and an outer joint body 44 with a concave spherical inner surface and cylindrical outer surface are arranged such that the two spherical surfaces lie against one another.
  • the inner joint body 42 is pushed with its cylindrical inner surface onto the first collar 36, preferably pressed on with a press fit; the outer joint body 44 is embedded, preferably vulcanized, with its cylindrical outer surface into the second collar 38 via an intermediate layer 46 made of rubber or another elastomer.
  • each of the connection bodies 32 and 34 is rigidly attached to the end plate 22 and 24 assigned to it.
  • this rigid fastening is produced in that each of the connecting bodies 32 and 34 has a flange 48 which bears against the associated arm 26 or 28 of the relevant end plate 22 or 24 and is welded to the relevant arm.
  • a plurality of welding points 49 offset from one another at approximately the same angular spacings around the relevant axis B are provided on each flange 48.
  • the pitch circle 31 of the holes in the arms 26 and 28 of the end plates 22 and 24, which is common in the assembled state of the swivel coupling, has a diameter D with which the pitch circle diameter of the sleeves 18 - or, more generally, holes - in the joint disk 18 do not coincide from the start needs. It may be advantageous if the joint disk 10 as such has a pitch circle diameter that is larger than D. In this case, it is necessary to radially compress the joint disk 10, for example with a tensioning strap that wraps around its outer circumferential surface, before the connection bodies 32 and 34, which are already in their end plates 22 and 24 and are preferably welded to them, into the joint disk 18 be pressed in.
  • the radial compression results in a preload in the joint disk 10, which has a desired influence on the torque-twist angle characteristic curve of the joint disk in certain applications.
  • the characteristic curve of the articulated disk 10 remains essentially unchanged over its entire service life, even if the articulated disk is removed in each case for repairs on the drive train.
  • the end plates 22 and 24, in conjunction with the connecting bodies 32 and 34, ensure that the radial prestress in the joint disk 10 is retained.
  • connection bodies 32 and 34 differs from that shown in FIGS. 1 and 2 in that each of the connection bodies 32 and 34 has a cylindrical extension 50 which projects beyond the associated flange 48 and which is for this purpose is provided to engage with a tight fit in a bore of a flange or the like on the associated shaft end, not shown.
  • the required precisely fitting connection to each of the two shaft ends to be connected to one another by the swivel coupling can also be established by using fitting screws for fastening the connection body 32 on one of the two shaft ends and the connection body 34 on the other shaft end. This applies in the same way to the embodiments according to FIGS. 1 and 2, according to FIGS. 3 and 4, according to FIGS. 5 and 6 and according to FIGS. 9 and 10, where the connecting bodies 32 and 34 are cylindrical bushes, respectively.
  • an inner joint body 52 which is pushed onto the collar 38 and is preferably pressed on with an interference fit with a hint of a T-shaped bead profile, an elastomer body 54 surrounding this profile and a bearing sleeve 56 pressed into the first collar 36
  • the elastomer body 54 is preferably a rubber body which is vulcanized onto the outside of the inner joint body 52 and onto the inside of the bearing sleeve 56.
  • 4 insofar as comparable to the first collar 36 in FIG. 2, has a closed end and is thereby stiffened. 4, the centering device 40 is largely protected against the ingress of dirt; in addition to the design of the end plates 22 and 24, a cap 58, which is pressed into the first collar 36, contributes to this.
  • FIGS. 5 and 6 differs from that shown in FIGS. 3 and 4 in that the connecting bodies 32 and 34 are formed by flangeless pipe sections that directly with the associated arm 26 and 28 of the first end plate 22 and second end plate 24 are welded.
  • the second collar 38 formed on the second end plate 24 is dimensioned considerably shorter, and its fixed connection to the inner joint body 52 is produced by a centering pin 59 pressed into this and into the collar 38.
  • the rotary joint according to FIGS. 7 and 8 corresponds to that shown in FIGS.
  • each of the connection bodies 32 and 34 has an annular groove 61 at a distance from its flange 48 corresponding to the sheet thickness of the associated arm 26 or 28, into which an end region the associated sleeve 18 engages.
  • the centering device 40 includes a first collar 62 formed on the first end plate 22 at a radial distance from the lateral surface of the joint disk 10 and a second collar 64 formed on the second end plate 24, which together define an annular space.
  • This annular space contains, vulcanized to the first collar 62 by an intermediate layer 66 made of rubber or another elastomer, an annular inner joint body 68 with a convex spherical outer surface and an annular outer joint body 70 with a concave spherical inner surface which is also pressed into the second collar 64 abuts directly on the convex spherical outer surface of the inner joint body 68.
  • its center of articulation C lies on the central axis A in the middle between the two end faces 12 and 14 of the articulated disk 10.
  • FIGS. 9 and 10 Another difference of the swivel coupling according to FIGS. 9 and 10 compared to the swivel couplings shown in the previous figures is that the rigid attachment of the connecting bodies 32 and 34 to the associated end plate 22 and 24 is not produced by welding, but rather by the fact that a area adjacent to the flange 48 of the relevant connector body from its outer surface with an anchoring profile 72, for example a notch tooth profile is provided, which is pressed into the hole 30 of the associated end plate 22 or 24 in such a way that the connection bodies are secured against rotation and preferably also axially immovable to the relevant end plate.
  • an anchoring profile 72 for example a notch tooth profile

Landscapes

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Abstract

In einer Gelenkscheibe (10) aus gummiartig elastischem Material, die eine zentrale Achse (A) aufweist, sind mindestens zwei erste und zwei zweite Anschlusskörper (32, 34) einander abwechselnd, mit ihrer eigenen Achse (B) parallel zur zentralen Achse (A), rings um diese, in Winkelabständen voneinander eingesetzt; sie sind dazu bestimmt, an je einem Wellende befestigt zu werden. Ferner sind in die Gelenkscheibe (10) flexible Einlagen (20) eingebettet, die sich um benachbarte Anschlusskörper (32, 34) herum erstrecken. Zum gegenseitigen Zentrieren der beiden Wellenenden ist eine Zentriervorrichtung (40) vorgesehen, die eine erste und eine zweite Stirnplatte (22, 24) aufweist, welche an je einer Stirnseite (12, 14) der Gelenkscheibe (10) in Bezug zueinander zentriert angeordnet und um ein auf der zentralen Achse (A) liegendes Gelenkzentrum (C) schwenkbar sind. Unabhängig von ihrer späteren Befestigung am ersten bzw. zweiten Wellenende sind die ersten Anschlusskörper (32) an der ersten Stirnplatte (22), und die zweiten Anschlusskörper (34) an der zweiten Stirnplatte (24) starr und verdrehsicher befestigt.

Description

Drehgelenkkupplung zum gegenseitigen Verbinden zweier Wellenenden, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Drehgelenkkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Drehgelenkkupplungen dieser Gattung sind aus DE 2 255 533 AI sowie aus DE 3 942 432 Cl bekannt. Gemäß DE 2 255 533 AI ist innerhalb der Gelenkscheibe ein Stützkörper in Form eines dreizackigen Sterns zentrisch zum Teilkreis der Gelenkscheibe angeordnet. An den Zacken des sternförmigen Stützkörpers sind flexible Einlagen in Form von Schiingenpaketen abgestützt. Der Stützkörper hat ein zentrisches Loch, das dazu bestimmt ist, einen Zentrierzapfen aufzunehmen, der an einem der beiden durch die Gelenkscheibe miteinander verbundenen Wellenenden befestigt ist. Eine heutigen Anforderungen entsprechende Zentrierung lässt sich mit dieser Abstützung nicht erzielen, da eine vorgegebene Form der Schiingenpakete sich aus fertigungstechnischen Gründen nur mit begrenzter Genauigkeit einhalten lässt und im Betrieb Veränderungen unterworfen ist, die u.a. vom übertragenen Drehmoment abhängen. Außerdem besteht die Gefahr, dass die flexiblen Einlagen von den Zacken des sternförmigen Stützkörpers im Laufe der Zeit beschädigt werden.
Als Standardlösung für die gegenseitige Zentrierung zweier durch eine gattungsgemäße Gelenkkupplung miteinander verbundenen Wellenenden hat sich deshalb eine vollständige Trennung zwischen Gelenkscheibe und Zentrierung durchgesetzt, wie sie beispielsweise aus DE 3 942 432 Cl bekannt ist. Dort hat die Gelenkscheibe nur die Aufgabe, Drehmomente und im gewissen Umfang Axialkräfte zu übertragen und weist einen von ihr ringförmig umschlossenen Innenraum auf, in dem eine gesonderte Zentriervorrichtung angeordnet ist. Diese besteht aus einem an eines der beiden Wellenenden angeformten topfförmigen Endbereich, eine darin eingepresste Zentrierbüchse mit einvulkanisierter Auskleidung, die ein zentrales Loch freilässt, und einem am anderen Wellenende ausgebildeten Zentrierzapfen, der in dieses Loch eingreift. Diese Anordnung erfordert allerdings für die Montage der Drehgelenkkupplung einen Einbauraum, der in axialer Richtung mindestens doppelt so breit ist wie die Gelenkscheibe, damit der Zentrierzapfen sich in die Zentrierbüchse einführen lässt. Aus DE 2 130 247 B2 sind allerdings auch schon Drehgelenkkupplungen bekannt, bei denen eine Drehmomente und Axialkräfte übertragende und zugleich zentrierende Verbindung zwischen zwei Wellenenden durch eine Gelenkscheibe aus gummiartig elastischem Material hergestellt ist, die von einem topfförmigen Metallkörper teilweise umschlossen ist, und in die weitere Metallteile derart eingebettet sind, dass zwei Gruppen von je drei Gewindebolzen als Anschlusskörper zum Verbinden mit je einem Flansch an den beiden zugehörigen Wellenenden daran gehindert sind, sich unter der Einwirkung von Drehmomenten, Fliehkräften und anderen äußeren Kräften wesentlich von einem vorgegebenen Teilkreis zu entfernen. Der topfförmige Metallkörper hat eine von drei sternförmig angeordneten Armen gebildete Stirnplatte, die an einer Stirnseite der Gelenkscheibe anliegt und drei auf dem Teilkreis liegende Löcher aufweist, durch die sich je einer der drei Gewindebolzen der ersten Gruppe erstreckt, die mit dem Flansch an einem der beiden Wellenenden verschraubt sind. Diese drei Gewindebolzen erstrecken sich durch je eine in die Gelenkscheibe eingebettete Metalleinlage hindurch, die sich von innen her an einer die Gelenkscheibe umschließenden zylindrischen Wand des topfförmigen Metallkörpers abstützt. Die drei Gewindebolzen der zweiten Gruppe, die mit einem Flansch des anderen Wellenendes verbunden sind, erstrecken sich durch je eine Aussparung in einer ebenfalls in die Gelenkscheibe eingebetteten sternförmigen Metalleinlage, und diese ist an einem zentralen Kragen abgestützt, der am topfförmigen Metallkörper ausgebildet ist und in eine zentrale Aussparung der Gelenkscheibe eingreift. Die Brauchbarkeit dieser in die Gelenkscheibe integrierten Zentrierung ist davon abhängig, dass die eingebetteten Metallteile beim Vulkanisieren der Gelenkscheibe in Bezug zueinander genau positioniert gehalten werden, was aufwendig ist. Die Verwendung solcher Metallteile ist im Übrigen unvereinbar mit der für eine Drehgelenkkupplung der eingangs genannten, durch die Erfindung weiter zu bildenden Gattung typischen, in die Gelenkscheibe eingebetteten flexiblen Einlagen, die sich in der Art von Fadenschlingen um benachbarte Anschluss- körper herumerstrecken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Drehgelenkkupplung der eingangs genannten Gattung derart zu gestalten, dass sie auf einfache Weise herstellbar ist, für ihre Montage wenig Einbauraum, besonders in axialer Richtung, benötigt und hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Zentrierung der beiden miteinander verbundenen Wellenenden erfüllt.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass erfindungsgemäß zwei an je einer Stirnseite der Gelenkscheibe angeordnete Stirnplatten vorgesehen sind, dass diese Stirnplatten in Bezug zueinender gelenkig zentriert sind, und dass sämtliche Anschlusskörper, seien es Büchsen oder Gewindebolzen, an je einer der beiden Stirnplatten starr befestigt sind, bleiben sämtliche Anschlusskörper, und somit auch die zugehörigen Wellenenden, in allen Be- triebszuständen der erfindungsgemäßen Gelenkkupplung in Bezug zueinander zentriert. Dadurch, dass die Befestigung jedes der Anschlusskörper an der ihm zuge- ordneten Stirnplatte von vorne herein auch verdrehsicher ist, wird die bei bekannten Drehgelenkkupplungen der eingangs genannten Gattung bestehende Gefahr ausgeschlossen, dass beim Zusammenbau der Drehgelenkkupplung mit den durch sie zu verbindenden Wellenenden ungewollte Spannungsunterschiede in den flexiblen Einlagen entstehen, durch die Betriebscharakteristika der Gelenkscheibe verändert und deren Lebensdauer vermindert werden könnten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind
Fig. l eine Stirnansicht einer ersten erfindungsgemäßen Drehgelenkkupplung und
Fig. 2 der Schnitt II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Stirnansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Drehgelenkkupplung und
Fig. 4 der Schnitt IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 eine Stirnansicht einer dritten erfindungsgemäßen Drehgelenkkupplung und
Fig. 6 der Schnitt VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7 eine Stirnansicht einer vierten erfindungsgemäßen Drehgelenkkupplung und
Fig. 8 der Schnitt VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 eine Stirnansicht einer fünften erfindungsgemäßen Drehgelenkkupplung und
Fig. 10 der Schnitt X-X in Fig. 9.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Drehgelenkkupplung hat als wesentliches drehmomentübertragendes Bauteil eine Gelenkscheibe 10, die im Wesentlichen aus Gummi oder anderem gummiartigem elastischen Material besteht, in Bezug auf eine zentrale Achse A im Wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet, durch zwei im Wesentlichen ebene, achsnormale Stirnseiten, nämlich eine erste Stirnseite 12 und eine zweite Stirnseite 14 begrenzt ist und eine kreisförmige zentrale Aussparung 16 aufweist. In die Gelenkscheibe 10 sind sechs kreiszylindrische Hülsen 18 einvulkanisiert, deren Achsen B parallel zur zentralen Achse A auf einem gemeinsamen Teilkreis in gleichmäßigen Winkelabständen von 60 Grad angeordnet sind. Jede der Hülsen 18 ist gemeinsam mit jeder der ihr benachbarten Hülsen 18 von flexiblen Einlagen 20 in Form von Fadenschlingen umschlungen, die ebenfalls in das Material der Gelenkscheibe 10 einvulkanisiert sind. In soweit ist die Gelenkscheibe 10 von üblicher Bauart.
Die Gelenkscheibe 10 ist zwischen zwei aus Stahlblech gestanzten Stirnplatten ange- ordnet, nämlich einer ersten Stirnplatte 22 und einer zweiten Stirnplatte 24, die ausgehend von je einem ebenen zentralen Bereich je drei radial wegragende Arme 26 bzw. 28 aufweisen. Die Arme 26 und 28 sind zur Gelenkscheibe 10 hin gekröpft und liegen an deren Stirnseite 12 bzw. 14 an. Sämtliche Arme 26 und 28 haben je ein kreisförmiges Loch 30, und diese Löcher liegen jedenfalls dann, wenn die Drehge- lenkkupplung, wie dargestellt, zusammengebaut ist, auf einem gemeinsamen Teilkreis 31 mit den Hülsen 18. Die Löcher 30 in den Armen 26 der ersten Stirnplatte 22 fluchten mit jeder zweiten Hülse 18, und die zweite Stirnplatte 24 ist gegenüber der ersten Stirnplatte 22 um 60 Grad verdreht, so dass die Löcher 30 in deren Armen 28 mit je einer der drei übrigen Hülsen 18 fluchten.
In die drei Löcher 30 der ersten Stirnplatte 22 und in die mit diesen Löchern fluchtenden Hülsen 18 ist je ein erster Anschlusskörper 32 eingesetzt, vorzugsweise mit Presssitz eingepresst. In entsprechender Weise ist in die drei Löcher 30 der zweiten Stirnplatte 24 und in die damit fluchtenden Hülsen 18 je ein zweiter Anschlusskörper 34 eingesetzt, vorzugsweise mit Presssitz eingepresst. Schon dadurch sind die beiden Stirnplatten 22 und 24 mit der Gelenkscheibe 10 zusammengehalten. Zusätzlich weisen die beiden Stirnplatten 22 und 24 je einen zylindrischen zentralen Kragen 36 bzw. 38 auf, der gemäß Fig. 2 in die zentrale Aussparung 16 der Gelenkscheibe 10 hineinragt, ohne diese unmittelbar zu berühren. Die beiden Kragen 36 und 38 sind Bestandteile einer Zentriervorrichtung 40, welche die beiden Stirnplatten 22 und 24 in Bezug zueinander zentriert hält und sie um ein auf der zentralen Achse A liegendes Gelenkzentrum C schwenkbar miteinander verbindet.
Gemäß Fig. 2 hat der an der ersten Stirnplatte 22 ausgebildete erste Kragen 36 einen deutlich geringeren Durchmesser als der an der zweiten Stirnplatte 24 ausgebildete zweite Kragen 38. Die beiden Kragen 36 und 38 begrenzen somit einen Ringraum, in dem gemäß Fig. 2 ein innerer Gelenkkörper 42 mit konvexer sphärischer Außenfläche und zylindrischer Innenfläche sowie ein äußerer Gelenkkörper 44 mit konkaver sphärischer Innenfläche und zylindrischer Außenfläche derart angeordnet sind, dass die beiden sphärischen Flächen aneinander liegen. Der innere Gelenkkörper 42 ist mit seiner zylindrischen Innenfläche auf den ersten Kragen 36 aufgeschoben, Vorzugs- weise mit Presssitz aufgepresst; der äußere Gelenkkörper 44 ist mit seiner zylindrischen Außenfläche über eine Zwischenlage 46 aus Gummi oder einem anderen Elastomer in den zweiten Kragen 38 eingebettet, vorzugsweise einvulkanisiert.
Die in soweit beschriebene Anordnung ist dadurch zusätzlich stabilisiert, dass jeder der Anschlusskörper 32 und 34 an der ihm zugeordneten Stirnplatte 22 bzw. 24 starr befestigt ist. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Drehgelenkkupplung ist diese starre Befestigung dadurch hergestellt, dass jeder der Anschlusskörper 32 und 34 einen am zugehörigem Arm 26 bzw. 28 der betreffenden Stirnplatte 22 bzw. 24 anliegenden und mit dem betreffenden Arm verschweißten Flansch 48 aufweist. Vorzugsweise sind an jedem Flansch 48 mehrere in ungefähr gleichen Winkelabständen rings um die betreffende Achse B gegeneinander versetzte Schweißpunkte 49 vorgesehen.
Der im zusammengebauten Zustand der Drehgelenkkupplung gemeinsame Teilkreis 31 der Löcher in den Armen 26 und 28 der Stirnplatten 22 und 24 hat einen Durchmesser D, mit dem der Teilkreisdurchmesser der Hülsen 18 - oder, allgemeiner ausgedrückt, Löcher - in der Gelenkscheibe 18 nicht von vorneherein übereinzustimmen braucht. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Gelenkscheibe 10 als solche einen Teilkreisdurchmesser hat, der größer als D ist. In diesem Fall ist es erforderlich, die Ge- lenkscheibe 10 radial zusammenzudrücken, beispielsweise mit einem sie an ihrer äußeren Mantelfläche umschlingenden Spannband, ehe die schon in ihrer Stirnplatte 22 bzw. 24 steckenden und vorzugsweise mit ihr verschweißten Anschlusskörper 32 und 34 in die Gelenkscheibe 18 eingepresst werden. Durch das radiale Zusammendrücken entsteht in der Gelenkscheibe 10 eine Vorspannung, die einen in bestimm- ten Anwendungsfällen erwünschten Einfluss auf die Drehmoment-Verdrehwinkel- Kennlinie der Gelenkscheibe hat. Man spricht von einem "weichen Nulldurchgang" beim Wechsel des mit einer so vorgespannten Gelenkscheibe 10 ausgestatteten Antriebsstranges von Zug- auf Schubbetrieb. Die Kennlinie der Gelenkscheibe 10 bleibt während deren gesamter Lebensdauer im Wesentlichen unverändert, auch wenn die Gelenkscheibe bei Reparaturen am Antriebsstrang jeweils ausgebaut wird. Die Stirnplatten 22 und 24 sorgen nämlich in Verbindung mit den Anschlusskörpern 32 und 34 dafür, dass die radiale Vorspannung in der Gelenkscheibe 10 erhalten bleibt.
Die Drehgelenkkupplung gemäß Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der in Fig. 1 und 2 dargestellten dadurch, dass jeder der Anschlusskörper 32 und 34 einen über den zugehörigen Flansch 48 hinausragenden zylindrischen Ansatz 50 aufweist, der dazu vorgesehen ist, mit enger Passung in eine Bohrung eines Flansches oder dergleichen am zugehörigen, nicht dargestellten Wellenende einzugreifen. Die erforderliche passgenaue Verbindung mit jedem der beiden durch die Drehgelenkkupplung miteinander zu verbindenden Wellenenden kann aber auch dadurch hergestellt werden, dass zum Befestigen der Anschlusskörper 32 an einem der beiden Wellenenden und der Anschlusskörper 34 an dem anderen Wellenende Passschrauben verwendet werden. Dies gilt in gleicher Weise für die Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2, gemäß Fig. 3 und 4, gemäß Fig. 5 und 6 sowie gemäß Fig. 9 und 10, wo die Anschlusskörper 32 und 34 jeweils zylindrische Büchsen sind.
Ein weiterer Unterschied der Drehgelenkkupplung gemäß Fig. 3 und 4 von der in Fig. 1 und 2 dargestellten liegt in der Gestaltung der Zentriervorrichtung 40, bei der gemäß Fig. 4 der an der zweiten Stirnplatte 44 ausgebildete zentrale Kragen 38 einen kleineren Durchmesser hat und von dem an der ersten Stirnplatte 22 ausgebildeten Kragen 36 ringförmig umschlossen ist. In dem Ringraum zwischen diesen beiden Kragen 36 und 38 sind ein auf den Kragen 38 aufgeschobener, vorzugsweise mit Presssitz aufgepresster, innerer Gelenkkörper 52 mit andeutungsweise T-förmigem Wulstprofil, ein dieses Profil umschließender Elastomerkörper 54 und eine in den ersten Kragen 36 eingepresste Lagerhülse 56 angeordnet. Der Elastomerkörper 54 ist vorzugsweise ein Gummikörper, der an die Außenseite des inneren Gelenkkörpers 52 und an die Innenseite der Lagerhülse 56 anvulkanisiert ist. Der zweite Kragen 38 hat gemäß Fig. 4, in soweit vergleichbar mit dem ersten Kragen 36 in Fig. 2, ein geschlossenes Ende und ist dadurch versteift. Gemäß Fig. 4 ist die Zentriervorrichtung 40 gegen das Eindringen von Schmutz weitgehend geschützt; dazu trägt neben der Gestaltung der Stirnplatten 22 und 24 eine Kappe 58 bei, die in den ersten Kragen 36 eingepresst ist.
Die Drehgelenkkupplung gemäß Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von der in Fig. 3 und 4 dargestellten dadurch, dass die Anschlusskörper 32 und 34 von flanschlosen Rohrstücken gebildet sind, die unmittelbar mit dem zugehörigen Arm 26 bzw. 28 der ersten Stirnplatte 22 bzw. der zweiten Stirnplatte 24 verschweißt sind. Außerdem ist gemäß Fig. 6 der an der zweiten Stirnplatte 24 ausgebildete zweite Kragen 38 erheblich kürzer bemessen, und seine feste Verbindung mit dem inneren Gelenkkörper 52 ist durch einen in diesen sowie in den Kragen 38 eingepressten Zentrierzapfen 59 hergestellt. Die Drehgelenkkupplung gemäß Fig. 7 und 8 entspricht der in Fig. 3 und 4 dargestellten mit der Ausnahme, dass die Anschlusskörper 32 und 34 nicht rohrförmig sondern als massive Bolzen gestaltet sind und je einen über ihren zylindrischen Ansatz hinausragenden Gewindezapfen 60 aufweisen, der dazu bestimmt ist, sich durch einen Flansch des zugehörigen ersten bzw. zweiten Wellenendes hindurchzuerstre- cken und an dessen Rückseite mit einer Mutter befestigt zu werden. Eine weitere Besonderheit der in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform besteht darin, dass jeder der Anschlusskörper 32 und 34 in einem der Blechdicke des zugehörigen Arms 26 bzw. 28 entsprechenden Abstand von seinem Flansch 48 eine Ringnut 61 auf- weist, in die ein Endbereich der zugehörigen Hülse 18 eingreift. Dieser Eingriff kommt dadurch zustande, dass die Hülse 18 ursprünglich etwas länger war und über die betreffende Stirnseite 12 bzw. 14 der Gelenkscheibe 10 hinaus geragt hat und sich beim Einpressen des Anschlusskörpers 32 bzw. 34 durch das zugehörige Loch 30 hindurch in die betreffende Hülse 18 radial nach innen umgebogen hat.
Die Drehgelenkkupplung gemäß Fig. 9 und 10 entspricht der in Fig. 1 und 2 dargestellten mit der Ausnahme, dass die Zentriervorrichtung 40 nicht in der zentralen Aussparung 16 der Gelenkscheibe 10 untergebracht sondern radial außerhalb der Gelenkscheibe 10 angeordnet ist. Auch in diesem Fall gehören jedoch zur Zentrier- Vorrichtung 40 ein mit radialem Abstand von der Mantelfläche der Gelenkscheibe 10 an der ersten Stirnplatte 22 ausgebildeter erster Kragen 62 und ein an der zweiten Stirnplatte 24 ausgebildeter zweiter Kragen 64, die miteinander einen Ringraum begrenzen. Dieser Ringraum enthält, durch eine Zwischenlage 66 aus Gummi oder einem anderen Elastomer an den ersten Kragen 62 anvulkanisiert, einen ringförmigen inneren Gelenkkörper 68 mit konvexer sphärischer Außenfläche sowie einen in den zweiten Kragen 64 eingepressten, ebenfalls ringförmigen äußeren Gelenkörper 70 mit konkaver sphärischer Innenfläche, die unmittelbar an der konvexen sphärischen Außenfläche des inneren Gelenkkörpers 68 anliegt. Auch bei dieser Gestaltung der Zentrierungvorrichtung 40 liegt deren Gelenkzentrum C auf der zentralen Achse A in der Mitte zwischen den beiden Stirnseiten 12 und 14 der Gelenkscheibe 10.
Ein weiterer Unterschied der Drehgelenkkupplung gemäß Fig. 9 und 10 gegenüber den in den vorrangegangenen Figuren dargestellten Drehgelenkkupplungen besteht darin, dass die starre Befestigung der Anschlusskörper 32 und 34 an der zugehörigen Stirnplatte 22 bzw. 24 nicht durch Schweißen hergestellt ist, sondern dadurch, dass ein an den Flansch 48 des betreffenden Anschlusskörpers angrenzender Bereich von dessen Außenfläche mit einem Verankerungsprofil 72, beispielsweise einem Kerb- zahnprofil versehen ist, das in das Loch 30 der zugehörigen Stirnplatte 22 bzw. 24 derart eingepresst ist, dass die Anschlusskörper verdrehsicher und vorzugsweise auch axial unverschiebbar an der betreffenden Stirnplatte befestigt sind.

Claims

Patentansprüche
1. Drehgelenkkupplung zum gegenseitigen Verbinden zweier Wellenenden, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit
- einer Gelenkscheibe (10) aus gummiartig elastischem Material, die eine zentrale Achse (A) aufweist,
- mindestens zwei ersten und zwei zweiten Anschlusskörpern (32,34), die einander abwechselnd, mit ihrer eigenen Achse (B) parallel zur zentralen Achse (A), rings um diese, in Winkelabständen voneinander in die Gelenkscheibe (10) eingesetzt und dazu bestimmt sind, an je einem der Wellenenden befestigt zu werden,
- flexiblen Einlagen (20), die in die Gelenkscheibe (10) eingebettet sind und sich um benachbarte Anschlusskörper (32, 34) herum erstrecken, und - einer Zentriervorrichtung (40) zum gegenseitigen Zentrieren der beiden Wellenden, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Zentriervorrichtung (40) eine erste und eine zweite Stirnplatte (22, 24) aufweist, die an je einer Stirnseite (12, 14) der Gelenkscheibe (10) in Bezug zueinander zentriert angeordnet und um ein auf der zentralen Achse (A) liegendes Gelenkzent- rum (C) schwenkbar sind, und
- unabhängig von ihrer späteren Befestigung am ersten bzw. zweiten Wellenende die ersten Anschlusskörper (32) an der ersten Stirnplatte (22), und die zweiten Anschlusskörper (34) an der zweiten Stirnplatte (24) starr und verdrehsicher befestigt sind.
2. Drehgelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stirnplatten (22, 24) je einen in die Gelenkscheibe (10) eingreifenden Kragen (36, 38) aufweisen und über diese Kragen in Bezug zueinander zentriert sind.
3. Drehgelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stirnplatten (22, 24) je einen die Gelenkscheibe (10) radial außen umgreifenden Kragen (62, 64) aufweisen und über diese Kragen in Bezug zueinander zentriert sind.
4. Drehgelenkkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stirnplatten (22 , 24) über ihre Kragen (36,
38; 62, 64) axial an der Gelenkscheibe (10) anliegend gehalten sind.
5. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskörper (32, 34) am Rand eines sie aufnehmenden Lochs (30) der zugehörigen Stirnplatte (22, 24) mit dieser verschweißt sind.
6. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskörper (32, 34) durch je ein an ihnen ausgebildetes Verankerungsprofil (72) an der zugehörigen Stirnplatte (22, 24) verdrehfest verankert sind.
7. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskörper (32, 34) in je eine zur Gelenkscheibe (10) gehörige, in diese eingebettete und von mindestens einer der flexiblen Einlagen (20) umschlungene Hülse (18) eingesetzt sind.
8. Drehgelenkkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (18) mit dem zugehörigen Anschlusskörper (32, 34) in Richtung von dessen Achse (B) Zugkräfte übertragend verbunden und dadurch die zugehörige Stirnplatte (22, 24) an der Gelenkscheibe (10) anliegend gehalten ist.
9. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskörper (32, 34) je einen Flansch (48) zum Befestigen an der zugehörigen Stirnplatte (22, 24) aufweisen.
10. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskörper (32, 34) je einen Ansatz (50) zum Zentrieren am zugehörigen Wellenende aufweisen.
11. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkscheibe (10) durch die Stirnplatten (22, 24) in Verbindung mit den Anschlusskörpern (32, 34) unter radialer Vorspannung gehalten ist.
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