EP3849821A1 - Kupplung für ein rad - Google Patents

Kupplung für ein rad

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Publication number
EP3849821A1
EP3849821A1 EP19750068.9A EP19750068A EP3849821A1 EP 3849821 A1 EP3849821 A1 EP 3849821A1 EP 19750068 A EP19750068 A EP 19750068A EP 3849821 A1 EP3849821 A1 EP 3849821A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheel
coupling
plug
receiving part
output
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Withdrawn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
EP19750068.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ester RUPRECHT
Norbert Martin
Klaus Riedinger
Barbara JUENGLING
Klaus Bader
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3849821A1 publication Critical patent/EP3849821A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/14—Attaching disc body to hub ; Wheel adapters

Definitions

  • the invention relates to a clutch for the rotationally fixed connection of a wheel to an output of an electrical machine comprising a wheel side
  • Couplings for wheels which comprise a screw or nut by means of which the wheel is attached to an output.
  • EP0865939A2 discloses one wheel bolt and one
  • Wheel nut for fastening motor vehicle wheels, the wheel bolt having a nut part, an externally threaded shaft part and a conical part located in between and penetrating the wheel rim into one
  • Threaded bore of the wheel hub or disc can be screwed in, and the
  • the wheel nut has an internal thread and a conical part and can be screwed onto the external thread shaft part of a wheel bolt of the wheel hub or disk which passes through the wheel rim.
  • the conical part is a separate conical disk which can be plugged onto the wheel bolt or the wheel bolt or the wheel nut and has a through-hole, the
  • Diameter is larger than the outer diameter of the threaded shaft part of the wheel bolt or the wheel bolt or the shaft of the wheel nut.
  • the object of the invention is to further improve the clutches for wheels known in the prior art and to provide a clutch which permits rapid coupling.
  • the combinations of features specified in the independent claims are proposed.
  • the plug-in part into the receiving part in order to establish the connection for the coupling. After the two parts have been fitted into one another, the receiving part is moved relative to the plug-in part in order to secure the coupling. This enables a quick connection to be established between the wheel and the output without the additional use of parts such as screws. Furthermore, there is no need for a special tool, since the movement of the receiving part can be done by manual operation.
  • the entire receiving part can be rotated along the circumferential direction of the wheel.
  • the receiving part cannot be detachably but rotatably connected to the wheel.
  • the wheel thus also contains connecting means for the clutch with the output.
  • the plug-in part can be firmly connected to the output.
  • the plug-in part is rigidly connected to the output.
  • a special embodiment can include that the receiving part is designed like a cage, a section of the plug-in part undercut in the axial direction of the wheel being insertable into a socket through an axial opening.
  • the receiving part can be pushed onto the plug-in part by an axial movement of the wheel until the plug-in part passes through the opening of the receiving part and is positioned in the socket in the interior of the receiving part.
  • the receiving part can then be rotated so that the cage-like receiving part is entangled in the socket in the socket.
  • Cage-like means that the socket has at least one lateral recess.
  • the opening expediently has an inner contour which is complementary to the outer contour of the plug-in part, the inner contour being rotated relative to the outer contour by the relative rotation of the receiving part relative to the plug-in part, so that the contours are offset from one another and the wheel is axially secured.
  • the opening and the corresponding inner contour are located in a plane parallel to the plane of rotation of the receiving part. If the plug with its outer contour through the opening with its
  • the contours can be oval, elliptical, star-shaped, angular and / or have some other symmetry that contains a lower order than that of a circle.
  • the receiving part can be accessible from an axial side of the wheel facing away from the output, so that the receiving part can be rotated in particular by means of a handle.
  • the handle can be located on the surface of the wheel and can be formed by, for example, a knob or an elongated structure that rises in the axial direction and is elongate with respect to the radial direction of the wheel.
  • the handle can be in a trough be arranged so that the handle does not protrude beyond the surface of the axial side of the wheel.
  • the handle offers an easy way to couple the wheel to the output.
  • At least one recess can be formed within the receiving part, into which at least a section of the mushroom-like part can be formed
  • Screws plug-in part in during rotation. By rotating it
  • mushroom-like plug-in part can be pivoted into a recess, the contours finally no longer being congruent.
  • the recess is located in a lateral part of the receiving part, which creates a cage-like structure. Two can extend in the circumferential direction
  • Recesses may be provided.
  • An elevation can be arranged on one edge of the recess and can be conveyed by the rotation on an axially directed surface of the plug-in part, so that an axial play between the wheel and the output is extinguished.
  • the elevation can extend in particular in the axial direction.
  • the elevation preferably extends in the opposite direction to the opening of the receiving part.
  • the molded part which can protrude into the opening, can be used to produce a poka-yoke structure which avoids confusing wheels.
  • the counter-shaped part can be realized as a recess in the undercut section of the plug-in part.
  • the receiving part and the plug-in part are positioned concentrically to the wheel and output. They are arranged in the area of the axis of rotation and are part of a hub connection of the wheel to the output. If an eccentrically arranged driver structure is arranged on a side of the output axially facing the wheel, a torque can be transmitted from the output to the wheel by means of a counter structure.
  • the driver structure and the counter structure work together.
  • the driver structure can be formed by cylindrical elevations which are distributed along a circle concentric to the axis of rotation. The elevations can have dome-like axial ends.
  • Elevations preferably interact with pairs of lamellae
  • Ribs which flatten outward in the axial direction, run in the radial direction, which preferably adjoin elevations radially on the inside and / or outside. The ribs reinforce the driver structure and thus the transferable torque.
  • the wheel advantageously includes a cylindrical bushing which is formed from an axial to the opposite side and in which the receiving part is rotatably arranged.
  • the bushing has at least one circumferential collar, which has a positive connection with the
  • the output also includes a blind hole in which the plug-in part is arranged.
  • the blind hole has in particular a diameter which corresponds approximately to an outer diameter of a protruding structure of the wheel-side cylindrical bushing.
  • the protruding structure can be inserted into the blind hole as a press or play fit.
  • Fig. 1 shows a section through a coupling of a connection between a
  • Output of an electrical machine and a wheel 2 is a perspective view of a side of the wheel facing the output
  • Fig. 5 is a view of an output with a coupling part
  • Fig. 6 shows a wheel with a receiving valley, which is on the output
  • opposite side has a handle.
  • FIG. 1 shows a section through a clutch 10, which is designed to connect a wheel 12 to an output 14 of an electrical machine 16.
  • the wheel 12 is fixed concentrically to the axis of rotation 3 of the output 14 by a joining movement in the axial direction 2 with its hub area on the output 14.
  • the output 14 is preferably designed as a half-shell-shaped housing part of the electrical machine 16.
  • the wheel 12 includes
  • Receiving part 18 and the output 14 a plug-in part 20.
  • the plug-in part 20 is inserted into the receiving part 18 by a movement in the axial direction 2.
  • the receiving part 18 has an opening 22 which is opened in the axial direction 2 in the direction of the output.
  • the opening 22 leads to a socket 19 within the receiving part 18.
  • the plug-in part 20 is encompassed by the receiving part.
  • the receiving part 18 has an annular collar 23 surrounding the opening 22, on the radial inside of which an inner contour 26 is formed.
  • the collar 23 is connected to a base 25 of the receiving part 18 by means of at least one strut 35.
  • a recess 34 is formed between the collar 23 and the base 25 of the receiving part 18
  • Circumferential direction 1 of the receiving part 18 is limited by the strut 35.
  • the circumferential direction 1 as well as the axial direction 2 and the radial direction 4 relate to the rotationally symmetrical wheel 12.
  • the plug-in part 20 consists of a mushroom-shaped undercut section 24 which is positioned at a distal end of an extension 37 arranged concentrically with the axis of rotation 3.
  • the extension extends from a side 48 of the output 14 facing the advice 12 in the direction of the wheel 12.
  • the extension 37 is within a blind hole 58, which is also positioned concentrically with the axis of rotation 3.
  • the extension 37 with the section 24 does not protrude from the blind hole 58.
  • the section 24 can be formed separately from the extension 37 and fastened by means of screws and / or pins.
  • the section 24 has an outer contour 28 on its radial outside.
  • the receiving part 18 is in a cylindrical passage 62 in
  • Circumferential direction 1 rotatable and immovably positioned in the axial direction 2.
  • the receiving part 18 can be rotated in the circumferential direction, always maintaining its axial position.
  • the cylindrical bushing 62 is arranged in a hollow cylindrical section 63 of the wheel 12.
  • the outside diameter of the hollow cylindrical section 63 corresponds approximately to the inside diameter of the blind hole 58, so that the hollow cylindrical section 63 can be inserted into the blind hole 58 to form an interference fit or a clearance fit.
  • At least one collar 64 is arranged on the inside of the hollow cylindrical section 63 in the area of the feedthrough 62
  • Receiving part 18 engages and a positive connection with the
  • Receiving part 18 produces a rotation of the receiving part 18 in
  • Circumferential direction 1 guaranteed.
  • the inner contour 26 and the outer contour 28 are designed to be complementary to one another.
  • the two contours 26, 28 can be oval, elliptical or angular.
  • the opening 22 has one of the
  • the outer contour 28 has a corresponding shape, so that the section 24 carrying the outer contour 28 can be guided through the opening 22 into the socket 19.
  • the receiving part 18 can be rotated in the circumferential direction 1 by means of a handle 32, so that the plug-in part 20 and the receiving part 19 interlock with one another, in which a radial section 36 of the mushroom-shaped section 24 into the Recess 34 is pivoted in by the rotation.
  • the radially projecting section 36 is positioned between the collar 23 surrounding the opening 22 and the base 25.
  • the wheel 12 coupled by the entanglement is firmly connected to the output 14 in the axial direction 2.
  • an axial side of the radial section 36 facing the output faces an edge 38 of the recess 34 facing the base 25.
  • the edge 38 is preferably positioned on a side of the collar 23 facing the base 25.
  • Receiving part 18 accessible.
  • the receiving part 18 is preferably flush with the surface of the side 30 and has a centrally positioned recess 33 in which a handle 32 is arranged. With the handle 32 that
  • Receiving part 18 can be rotated in the circumferential direction 1 to produce the clutch 10 between the wheel 12 and the output 14.
  • Driver structure 50 arranged on the side 48 of the output 10 facing the wheel 12.
  • the driver structure 50 interacts with a counter structure 52 on the wheel 12.
  • the driver structure 50 comprises at least one cylindrical elevation 54 and a rib 56, which is flattened outwards in the radial direction 4.
  • the rib extends in the axial direction 2 perpendicularly from the side 48. Furthermore, the rib 56 connects radially to the elevation 54.
  • FIG. 2 shows the wheel 12, a view of the side facing the output 14 being shown.
  • the collar 23 surrounding the opening 22 has radially 22 projecting molded parts 44, which are preferably in relation to the
  • the molded part 44 can be rectangular. It can also have round sections. Concentric to
  • Hollow cylindrical section 63 pairs of plates 60 are arranged as a counter structure 52 around the axis of rotation 3.
  • the disk pairs 60 become perpendicular to themselves from an axial side of the wheel in the axial direction 2
  • Each pair of fins 60 is assigned to a cylindrical elevation 54 of the driver structure 50.
  • the cylindrical elevation 54 is arranged between two slats of a pair of slats 60 and between two slats of adjacent pairs of slats 60. Seven pairs of lamellae 60 and fourteen elevations 54 can be provided. A lamella can be positioned between two adjacent elevations 54.
  • FIG. 3 discloses the receiving part 18, the collar 23 comprising an oval inner contour 26, so that the cross section of the opening 22 is oval. The two protrude into the opening 22 in the radial direction 4 with respect to the center
  • a chamfer 27 is formed on the side of the collar 23 facing the opening 22 as a joining aid for the plug-in part 20.
  • the collar 23 is spaced from the base 25 by two struts 35.
  • the two struts 35 are in relation to the
  • a recess 34 extends in the circumferential direction 1 between the struts, which are also opposite each other with respect to the center.
  • the respective recess 34 is delimited in the circumferential direction 1 by the struts 35 and in the axial direction 2 by the base 25 or the collar 23.
  • a stop 55 which carries into the respective recess 34, is formed on an edge 38 of the collar 23 facing the base 25. The stop 55 extends in the axial direction 2 into the recess 34.
  • a ramp 53 directed in the direction of the molded part 44 is positioned on the stop 55 and drops radially outwards. If the plug-in part 20 is now inserted into the receiving part 18, the counter-shaped part 46 of the plug-in part 20 must be congruent with the shaped parts 44 on the collar 23
  • the receiving part 18 can be rotated in the circumferential direction 1. The rotation can take place until radial sections 36 of the mushroom-shaped
  • Section 24 of the plug-in part 20 are positioned in the recesses 34 and bear with a radial edge section on the respective ramp 53 of the stops 55. After the plug-in part 20 has struck against the stops 55, a further turning of the circumferential direction 2 is not possible. As a result, the connection is established through the coupling 10.
  • an elevation 40 is positioned between the stop 55 and the strut 35 on the edge 38 facing the base 25.
  • this elevation 40 is conveyed to a surface of the plug-in part 20.
  • This surface is preferably formed on the radial section 36 and aligned in the direction of the output.
  • the elevation 40 extinguishes the axial play between the wheel 12 and the output 14.
  • the collar 23 can be resilient, and in the
  • Arranging the elevation 40 on the radial section 36 generate a clamping force in the axial direction 2.
  • Such an elevation 40 can protrude into each recess 34.
  • the elevation 40 can be positioned between the stop 55 and the respective molded part 44.
  • FIG. 5 shows a top view of an output 14.
  • the side 48 of the output 14 facing the wheel 12 is shown.
  • Fourteen cylindrical elevations 54 are also shown.
  • the radially extending ribs 56 extend from a tubular section-shaped structure 59, which contains the blind hole 58, to the respective elevation 54.
  • a rib 56 extends radially outward from each elevation 54, the height of the respective rib 56 decreases with respect to the axial direction 2 to the outside.
  • the ribs 56 form a sun-ray-like structure on the side 48.
  • the mushroom-head-like section 24 is positioned centrally within the blind hole 58, the counter-shaped parts 46 being formed on its edge.
  • the counter-shaped parts 46 are complementary to the shaped parts 44 and can, for example, have a rectangular cross section.
  • the mushroom-like section 24 is spaced from a bottom of the blind hole 58.
  • FIG. 6 shows a view of the wheel 12 from a side facing away from the output 10.
  • the handle 32 is shown in the recess 33 as a rib-like structure extending in the radial direction 4. With the handle 23, the receiving part 18 can be rotated in the circumferential direction 1.
  • the wheel 12, the receiving part 18 and the output 10 can be made from one
  • the wheel 12 On the wheel 12 a tire made of solid rubber or a air-filled tires form a radial tread.
  • the wheel may further comprise 12 spokes.
  • the mushroom-like section 24 and / or the receiving part 18 can contain plastic and / or metal, wherein aluminum in particular can be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)

Abstract

Kupplung (10) zum drehfesten Anbinden eines Rads (12) an einen Abtrieb (14) einer elektrischen Maschine (16) umfassend ein radseitiges Aufnahmeteil (18) im Bereich einer Nabe des Rads (12) und ein komplementäres abtriebsseitiges Steckteil (20) im Bereich einer Rotationsachse des Abtriebs (14), wobei das Aufnahmeteil (18) durch eine axiale Bewegung mit dem Steckteil (20) verbindbar ist, das Steckteil (20) in das Aufnahmeteil (18) einfügbar ist, und das Aufnahmeteil (18) zum Sichern der Kupplung (10) relativ zum Steckteil (20) beweglich ist.

Description

Kupplung für ein Rad
Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum drehfesten Anbinden eines Rads an einen Abtrieb einer elektrischen Maschine umfassend ein radseitiges
Aufnahmeteil im Bereich einer Nabe des Rads und ein komplementäres abtriebsseitiges Steckteil im Bereich einer Rotationsachse des Abtriebs, wobei das Aufnahmeteil durch eine axiale Bewegung mit dem Steckteil verbindbar ist.
Es sind Kupplungen für Räder bekannt, die eine Schraube oder Mutter umfassen, mittels denen das Rad an einem Abtrieb angebracht wird.
Beispielsweise offenbart die EP0865939A2 eine Radschraube und eine
Radmutter zur Befestigung von Kraftfahrzeugrädern, wobei die Radschraube einen Mutternteil, einen Außengewindeschaftteil und einen dazwischen befindlichen Konusteil aufweist und die Radfelge durchgreifend in eine
Gewindebohrung der Radnabe oder -scheibe einschraubbar ist, und die
Radmutter ein Innengewinde sowie einen Konusteil aufweist und auf den Außengewindeschaftteil eines die Radfelge durchgreifenden Radbolzens der Radnabe oder -scheibe aufschraubbar ist. Um eine Vereinfachung der
Radbefestigungssysteme insbesondere in den Fällen in kostengünstigerer Weise zu erreichen, in denen die Lochkreisdifferenzen unterschiedlicher Räder bzw. Radflanschen nicht erheblich sind, so dass die Möglichkeit geschaffen wird, Räder mit gleichem Lochkreis an Radflanschen mit unterschiedlichen
Lochkreisen zu befestigen, wird vorgeschlagen, dass der Konusteil eine separate Konusscheibe ist, die auf die Radschraube oder den Radbolzen bzw. die Radmutter aufsteckbar ist und eine Druchgangsbohrung aufweist, deren
Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Gewindeschaftteils der Radschraube oder des Radbolzen bzw. des Schaftes der Radmutter.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Kupplungen für Räder weiter zu verbessern und eine Kupplung bereitzustellen, die ein schnelles Kuppeln zulässt. Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebene Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen das Steckteil in das Aufnahmeteil einzufügen, um die Verbindung für die Kupplung herzustellen. Nachdem die beiden Teile ineinandergefügt sind, wird das Aufnahmeteil zum Sichern der Kupplung relativ zum Steckteil bewegt. Dadurch kann eine schnelle Verbindung zwischen dem Rad und dem Abtrieb erzeugt werden, ohne zusätzlich Teile wie Schrauben zu verwenden. Ferner kann auf spezielles Werkzeug verzichtet werden, da die Bewegung des Aufnahmeteils durch eine Handbetätigung erfolgen kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das gesamte Aufnahmeteil entlang der Umfangsrichtung des Rads drehbar ist.
Vorteilhafterweise kann das Aufnahmeteil nicht lösbar jedoch drehbar mit dem Rad verbunden sein. Somit beinhaltet das Rad auch Verbindungsmittel für die Kupplung mit dem Abtrieb. Ferner kann das Steckteil fest mit dem Abtrieb verbunden sein. Insbesondere ist das Steckteil starr mit dem Abtrieb verbunden. Eine besondere Ausführungsform kann beinhalten, dass das Aufnahmeteil käfigartig ausgebildet ist, wobei durch eine axiale Öffnung ein in axialer Richtung des Rads pilzkopfartig hinterschnittener Abschnitt des Steckteils in eine Fassung einfügbar ist. Insbesondere kann das Aufnahmeteil durch eine axiale Bewegung des Rads auf das Steckteil geschoben werden, bis das Steckteil die Öffnung des Aufnahmeteils passiert und in der Fassung im Inneren des Aufnahmeteils positioniert ist. Anschließend kann eine Drehung des Aufnahmeteils erfolgen, sodass in dem käfigartigen Aufnahmeteil eine Verschränkung der des Steckteils in der Fassung erfolgt. Käfigartig bedeutet, dass die Fassung wenigstens eine seitliche Ausnehmung aufweist.
Zweckmäßigerweise weist die Öffnung eine Innenkontur auf, die komplementär zu der Außenkontur des Steckteils geformt ist, wobei die Innenkontur gegenüber der Außenkontur durch die relative Drehung des Aufnahmeteils gegenüber dem Steckteil verdreht wird, sodass die Konturen zueinander versetzt sind, und das Rad axial gesichert ist. Die Öffnung und die entsprechende Innenkontur befinden sich in einer Ebene parallel zu der Ebene der Drehung des Aufnahmeteils. Wenn das Steckteil mit seiner Außenkontur durch die Öffnung mit seiner
komplementären Innenkontur gesteckt wird, dann sind die beiden Konturen zueinander deckungsgleich ausgerichtet. Die Außenkontur des in der Fassung positionierten Steckteils wird relativ zu der Innenkontur verdreht, um eine Verschränkung des Steckteils mit dem Aufnahmeteil zu erlangen. Dadurch ist eine einfache und durch eine simple Drehbewegung erlangbare Kupplung bereitgestellt. Die Konturen können oval, elliptisch, sternförmig, eckig und/oder eine sonstige Symmetrie aufweisen, die eine niedrigere Ordnung als die eines Kreises beinhaltet.
Das Aufnahmeteil kann von einer dem Abtrieb abgewandten axialen Seite des Rads zugänglich sein, sodass insbesondere mittels eines Handgriffs das Aufnahmeteil drehbar ist. Der Handgriff kann auf der Oberfläche des Rads befindlich sein und durch beispielsweise einen Knauf oder eine sich in axialer Richtung erhebende, bezüglich der radialen Richtung des Rads längliche Struktur gebildet sein. Insbesondere kann der Handgriff in einer Mulde angeordnet sein, sodass der Handgriff nicht über die Fläche der axialen Seite des Rads hinausragt. Der Handgriff bietet eine einfache Möglichkeit das Rad mit dem Abtrieb zu koppeln.
Um eine sichere Verschränkung des Aufnahmeteils mit dem Steckteil zu erhalten, kann innerhalb des Aufnahmeteils wenigstens eine Ausnehmung ausgeformt sein, in die sich wenigstens ein Abschnitt des pilzkopfartigen
Steckteils während der Drehung hineindreht. Durch die Drehung kann
vorzugsweise ein radial abstehender Abschnitt des hinterschnittenen
pilzkopfartigen Steckteils in eine Ausnehmung geschwenkt werden, wobei die Konturen schließlich nicht mehr deckungsgleich sind. Die Ausnehmung befindet sich in einem seitlichen Teil des Aufnahmeteils, wodurch eine käfigartige Struktur erzeugt wird. Es können zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende
Ausnehmungen vorgesehen sein.
Auf einem Rand der Ausnehmung kann eine Erhebung angeordnet sein, die auf einer axial gerichteten Fläche des Steckteils durch die Drehung beförderbar ist, sodass ein axiales Spiel zwischen Rad und Abtrieb ausgelöscht wird. Dabei kann sich die Erhebung insbesondere in axialer Richtung erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich die Erhebung in entgegengesetzter Richtung der Öffnung des Aufnahmeteils.
Von Vorteil kann es sein, an der Innenkontur wenigstens ein Formteil
anzuordnen, das einem Gegenformteil an der Außenkontur nachgeformt ist, sodass eine Formkodierung zwischen dem Aufnahmeteil und dem Steckteil erreicht wird. Insbesondere kann durch das Formteil, das in die Öffnung hineinragen kann, eine Poka-Yoke-Struktur erzeugt werden, die ein Verwechseln von Rädern vermeidet. Ferner kann das Gegenformteil als Aussparung in dem hinterschnittenen Abschnitt des Steckteils realisiert werden.
Das Aufnahmeteil und das Steckteil konzentrisch zum Rad und Abtrieb positioniert. Sie sind im Bereich der Rotationsachse angeordnet und Teile einer Nabenverbindung des Rads an den Abtrieb. Ist auf einer axial zum Rad zugewanden Seite des Abtriebs eine exzentrisch angeordnete Mitnehmerstruktur angeordnet, kann auf das Rad mittels einer Gegenstruktur ein Drehmoment vom Abtrieb auf das Rad übertragen werden. Die Mitnehmerstruktur und die Gegenstruktur wirken zusammen. Insbesondere kann die Mitnehmerstruktur durch zylinderförmige Erhebungen gebildet sein, die entlang eines zur Rotationsachse konzentrischen Kreises verteilt sind. Die Erhebungen können dabei domartige axiale Enden aufweisen. Mit den
Erhebungen wirken vorzugsweise Lamellenpaare zusammen, die
Gegenstrukturen bilden, wobei jeweils eine Lamelle eines Lamellenpaares in Umfangsrichtung seitlich an einer Erhebung positionierbar ist. Dadurch können hohe Drehmomente in beide Rotationsrichtungen des Rades übertragen werden.
In radialer Richtung verlaufen insbesondere nach außen in axialer Richtung abflachende Rippen, die an Erhebungen vorzugsweise radial innen und/oder außen anschließen. Die Rippen verstärken die Mitnehmerstruktur und somit das übertragbare Drehmoment.
Das Rad beinhaltet vorteilhafterweise eine zylindrische Durchführung, die von einer axialen zur gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist und in der das Aufnahmeteil drehbar angeordnet ist. Die Durchführung weist wenigstens einen umlaufenden Bund auf, der eine formschlüssige Verbindung mit dem
Aufnahmeteil bildet und das Aufnahmeteil axial sichert. Ferner beinhaltet der Abtrieb ein Sackloch, in dem das Steckteil angeordnet ist. Das Sackloch weist insbesondere einen Durchmesser auf, der in etwa einem Außendurchmesser einer hervorstehenden Struktur der radseitigen zylindrischen Durchführung entspricht. Die hervorstehende Struktur kann als Press- oder Spielpassung in das Sackloch gefügt werden.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schnitt durch eine Kupplung einer Verbindung zwischen einem
Abtrieb einer elektrischen Maschine und einem Rad, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer dem Abtrieb zugewandten Seite des Rads,
Fig. 3 eine Draufsicht eines Aufnahmeteils der Kupplung,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Aufnahmeteils der Kupplung,
Fig. 5 eine Ansicht eines Abtriebs mit einem Kuppelteil und
Fig. 6 ein Rad mit einem Aufnahmetal, welches auf einer dem Abtrieb
abgewandten Seite einen Handgriff aufweist.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Kupplung 10, welche zur Verbindung eines Rads 12 mit einem Abtrieb 14 einer elektrischen Maschine 16 ausgebildet ist.
Das Rad 12 ist konzentrisch zur Rotationsachse 3 des Abtriebs 14 durch eine Fügebewegung in axialer Richtung 2 mit seinem Nabenbereich an dem Abtrieb 14 befestigt. Dabei ist der Abtrieb 14 vorzugsweise als halbschalenförmiges Gehäuseteil der elektrischen Maschine 16 ausgebildet.
Zur Befestigung des Rads 12 an dem Abtrieb 14 umfasst das Rad 12 ein
Aufnahmeteil 18 und der Abtrieb 14 ein Steckteil 20. Das Steckteil 20 wird durch eine Bewegung in axialer Richtung 2 in das Aufnahmeteil 18 gefügt. Dazu weist das Aufnahmeteil 18 eine Öffnung 22 auf, die in axialer Richtung 2 in Richtung des Abtriebs geöffnet ist. Die Öffnung 22 führt zu einer Fassung 19 innerhalb des Aufnahmeteils 18. In der Fassung 19 wird das Steckteil 20 von dem Aufnahmeteil umfasst. Dazu weist das Aufnahmeteil 18 einen ringförmigen die Öffnung 22 umringenden Bund 23 auf, auf dessen radialen Innenseite eine Innenkontur 26 ausgebildet ist. Der Bund 23 mittels wenigstens einer Strebe 35 mit einer Basis 25 des Aufnahmeteils 18 verbunden. Zwischen dem Bund 23 und der Basis 25 des Aufnahmeteils 18 ist eine Ausnehmung 34 ausgeformt, die in
Umfangsrichtung 1 des Aufnahmeteils 18 durch die Strebe 35 begrenzt ist. Die Umfangsrichtung 1 als auch die axiale Richtung 2 und die radiale Richtung 4 beziehen sich auf das rotationsymmetrische Rad 12. Das Steckteil 20 besteht aus einem pilzkopfartigen hinterschnittenen Abschnitt 24, der an einem distalen Ende eines zur Rotationsachse 3 konzentrisch angeordneten Fortsatzes 37 positioniert ist. Der Fortsatz erstreckt sich von einer dem Rat 12 zugewandten Seite 48 des Abtriebs 14 in Richtung des Rads 12. Ferner ist der Fortsatz 37 innerhalb eines Sackloch 58, welches ebenfalls konzentrisch zur Rotationsachse 3 positioniert ist. Der Fortsatz 37 mit dem Abschnitt 24 ragt dabei aus dem Sackloch 58 nicht heraus. Der Abschnitt 24 kann separat zum Fortsatz 37 ausgebildet sein, und mittels Schrauben und/oder Stiften befestigt werden. Der Abschnitt 24 hat auf seiner radialen Außenseite eine Außenkontur 28.
Das Aufnahmeteil 18 ist in einer zylindrischen Durchführung 62 in
Umfangsrichtung 1 drehbar und in axialer Richtung 2 unbeweglich positioniert. Dadurch kann das Aufnahmeteil 18 in Umfangsrichtung gedreht werden, wobei es stets seine axiale Position beibehält. Die zylindrische Durchführung 62 ist in einem hohlzylindrischen Abschnitt 63 des Rads 12 angeordnet. Der
Außendurchmesser des hohlzylindrischen Abschnitts 63 entspricht in etwa dem Innendurchmesser des Sackloch 58, sodass der hohlzylindrische Abschnitt 63 in das Sackloch 58 zur Bildung einer Presspassung oder einer Spielpassung gefügt werden kann. Auf der Innenseite des hohlzylindrischen Abschnitts 63 im Bereich der Durchführung 62 ist wenigstens ein Bund 64 angeordnet, der in das
Aufnahmeteil 18 eingreift und eine formschlüssige Verbindung mit dem
Aufnahmeteil 18 herstellt, die eine Drehung des Aufnahmeteils 18 in
Umfangsrichtung 1 gewährleistet.
Die Innenkontur 26 und die Außenkontur 28 sind komplementär zueinander ausgebildet. Beispielsweise können die beiden Konturen 26, 28 oval, elliptisch oder eckig sein. Durch die Innenkontur 26 weist die Öffnung 22 eine der
Außenkontur 28 entsprechende Form auf, sodass der die Außenkontur 28 tragende Abschnitt 24 durch die Öffnung 22 in die Fassung 19 geführt werden kann. Nachdem der Abschnitt 24 in der Fassung 19 positioniert ist, kann mittels eines Handgriffs 32 das Aufnahmeteil 18 in Umfangsrichtung 1 gedreht werden, sodass sich das Steckteil 20 und das Aufnahmeteil 19 miteinander verschränken, in dem ein radialer Abschnitt 36 des pilzkopfartigen Abschnitts 24 in die Ausnehmung 34 durch die Drehung eingeschwenkt wird. Dadurch wird der radialabstehender Abschnitt 36 zwischen dem die Öffnung 22 umgebenden Bund 23 und der Basis 25 positioniert. Das durch die Verschränkung gekoppelte Rad 12 ist in axialer Richtung 2 fest mit dem Abtrieb 14 verbunden. Dabei eine dem abtrieb zugewandte axiale Seite des radialen Abschnitts 36 einem der Basis 25 zugewandten Rand 38 der Ausnehmung 34 zugewandt. Der Rand 38 ist vorzugsweise auf einer der Basis 25 zugewandten Seite des Bundes 23 positioniert.
Von einer dem Abtrieb 14 abgewandten Seite 30 des Rads 12 ist das
Aufnahmeteil 18 zugänglich. Dabei ist das Aufnahmeteil 18 vorzugsweise mit der Fläche der Seite 30 bündig und weist eine zentral positioniert Mulde 33 auf, in der ein Handgriff 32 angeordnet ist. Mittels dem Handgriff 32 kann das
Aufnahmeteil 18 in Umfangsrichtung 1 zum Herstellen der Kupplung 10 zwischen dem Rad 12 und dem Abtrieb 14 gedreht werden.
Zur Drehmomentübertragung des Abtriebs 14 auf das Rad 12 ist eine
Mitnehmerstruktur 50 auf der dem Rad 12 zugewandten Seite 48 des Abtriebs 10 angeordnet. Die Mitnehmerstruktur 50 wirkt mit einer Gegenstruktur 52 auf dem Rad 12 zusammen. Die Mitnehmerstruktur 50 umfasst wenigstens eine zylindrische Erhebung 54 und eine Rippe 56, welche in radialer Richtung 4 nach außen abgeflacht. Die Rippe streckt sich in axialer Richtung 2 senkrecht von der Seite 48. Ferner schließt die Rippe 56 an die Erhebung 54 radial an.
Figur 2 stellt das Rad 12 dar, wobei eine Ansicht auf die dem Abtrieb 14 zugewandte Seite gezeigt ist. Der die Öffnung 22 umgebenden Bund 23 weist radial 22 ragende Formteile 44 auf, die sich vorzugsweise bezüglich des
Zentrums der Öffnung 22 gegenüberliegen. Das Formteil 44 kann rechteckig sein. Es kann auch runde Abschnitte aufweist. Konzentrisch zum
hohlzylindrischen Abschnitt 63 sind Lamellenpaare 60 als Gegenstruktur 52 um die Rotationsachse 3 herum angeordnet. Die Lamellenpaare 60 werden durch sich in axialer Richtung 2 senkrecht von einer axialen Seite des Rads
erhebenden Lamellen gebildet. Jedes Lamellenpaar 60 ist einer zylindrischen Erhebung 54 der Mitnehmerstruktur 50 zugeordnet. Die zylindrische Erhebung 54 wird zwischen zwei Lamellen eines Lamellenpaares 60 und zwischen zwei Lamellen benachbarter Lamellenpaare 60 angeordnet. Es können sieben Lamellenpaare 60 und vierzehn Erhebungen 54 vorgesehen sein. Es kann zwischen zwei benachbarten Erhebungen 54 jeweils eine Lamelle positioniert sein.
Figur 3 offenbart das Aufnahmeteil 18, wobei der Bund 23 eine ovale Innenkontur 26 umfasst, sodass der Querschnitt der Öffnung 22 oval ist. In radialer Richtung 4 ragen in die Öffnung 22 die beiden sich bezüglich des Zentrums
gegenüberliegenden Formteilen 44 hinein. Im Bereich der Kontur 26 ist auf der der Öffnung 22 zugewanden Seite des Bundes 23 eine Fase 27 als Fügehilfe für das Steckteil 20 ausgebildet. Durch zwei Streben 35 ist der Bund 23 von der Basis 25 beabstandet. Die beiden Streben 35 liegen sich bezüglich des
Zentrums, durch welches die Rotationachse 3 durchgeht, gegenüber. Zwischen den Streben erstreckt sich in Umfangsrichtung 1 jeweils eine Ausnehmung 34, die sich ebenfalls bezüglich des Zentrums gegenüberliegen. In Umfangsrichtung 1 ist die jeweilige Ausnehmung 34 durch die Streben 35 und in axialer Richtung 2 durch die Basis 25 bzw. den Bund 23 begrenzt. Auf einem der Basis 25 zugewandten Rand 38 des Bunds 23 ist ein in die jeweilige Ausnehmung 34 tragender Anschlag 55 angeformt. Der Anschlag 55 erstreckt sich in axialer Richtung 2 in die Ausnehmung 34. An dem Anschlag 55 ist eine in Richtung des Formteils 44 gerichtete Rampe 53 positioniert, die radial nach außen abfällt. Wird nun das Steckteil 20 in das Aufnahmeteil 18 gefügt, müssen Gegenformteil 46 des Steckteils 20 mit den Formteilen 44 am Bund 23 deckungsgleich
ausgerichtet werden. Dabei werden auch die Konturen 26, 28 deckungsgleich ausgerichtet. Nach dem axialen Einfügen des Steckteils 20 in die Fassung 19, kann das Aufnahmeteil 18 in Umfangsrichtung 1 gedreht werden. Dabei kann die Drehung so lange erfolgen bis radiale Abschnitte 36 des pilzkopfartigen
Abschnitts 24 des Steckteils 20 in den Ausnehmungen 34 positioniert sind und mit einem radialen Randabschnitt an den jeweiligen Rampe 53 der Anschläge 55 anliegen. Nach dem Anschlägen des Steckteils 20 an die Anschläge 55 ist ein weiteres Drehen Umfangsrichtung 2 nicht möglich. Dadurch ist die Verbindung durch die Kupplung 10 hergestellt. In der Seitenansicht des Aufnahmeteils 18 aus Figur 4, ist zu sehen, dass auf dem der Basis 25 zugewandten Rand 38 eine Erhebung 40 zwischen dem Anschlag 55 und der strebe 35 positioniert ist. Nach dem Drehen des
Aufnahmeteils 18 in Umfangsrichtung 1 wird diese Erhebung 40 auf eine Fläche des Steckteils 20 befördert. Diese Fläche ist vorzugsweise an dem radialen Abschnitt 36 angeformt und in Richtung des Abtriebs ausgerichtet. Durch die Erhebung 40 wird das axiale Spiel zwischen dem Rad 12 und dem Abtrieb 14 ausgelöscht. Ferner kann der Bund 23 federelastisch sein, und bei der
Anordnung der Erhebung 40 auf dem radialen Abschnitt 36 eine Spannkraft in axialer Richtung 2 erzeugen. Solch eine Erhebung 40 kann in jede Ausnehmung 34 hineinragen. Ferner kann die Erhebung 40 zwischen dem Anschlag 55 und dem jeweiligen Formteil 44 positioniert sein.
Figur 5 zeigt eine Aufsicht auf einen Abtrieb 14. Es ist die dem Rad 12 zugewandte Seite 48 des Abtriebs 14 gezeigt. Ferner sind vierzehn zylindrische Erhebungen 54 gezeigt. In radialer Richtung 4 erstrecken sich von einer rohrabschnittförmigen Struktur 59, die das Sackloch 58 beinhaltet, die radial verlaufenden Rippen 56 bis zur jeweiligen Erhebung 54. Radial weiter außen erstreckt sich wiederum eine Rippe 56 von jeder Erhebung 54 radial nach außen, wobei die Höhe der jeweiligen Rippe 56 bezüglich der axialen Richtung 2 nach außen abnimmt. Die Rippen 56 bilden eine sonnenstrahlartige Struktur auf der Seite 48. Innerhalb des Sackloch 58 ist der pilzkopfartige Abschnitt 24 zentral positioniert, wobei an seinem Rand die Gegenformteile 46 ausgeformt sind. Die Gegenformteile 46 sind komplementär zu den Formteilen 44 und können beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Der pilzkopfartig Abschnitt 24 ist zu einem Grund des Sackloch 58 beabstandet.
Figur 6 zeigt eine Ansicht des Rads 12 von einer dem Abtrieb 10 abgewandten Seite. Der Handgriff 32 ist in der Mulde 33 als rippenartige sich in radialer Richtung 4 erstreckende Struktur gezeigt. Anhand des Handgriffs 23 kann das Aufnahmeteil 18 in Umfangsrichtung 1 gedreht werden.
Das Rad 12, das Aufnahmeteil 18 und der Abtrieb 10 können aus einem
Kunststoff bestehen. Auf dem Rad 12 kann ein Reifen aus Vollgummi oder ein luftgefüllte Reifen eine radiale Lauffläche bilden. Ferner kann das Rad 12 Speichen umfassen. Der pilzkopfartig Abschnitt 24 und/oder das Aufnahmeteil 18 können Kunststoff und/oder Metall beinhalten, wobei insbesondere Aluminium zum Einsatz kommen kann.
Bezugszeichenliste
1 Umfangsrichtung
2 axiale Richtung
3 Rotationsachse
4 radiale Richtung
10 Kupplung
12 Rad
14 Abtrieb
16 elektrischen Maschine
18 Aufnahmeteil
19 Fassung
20 Steckteil
22 Öffnung
23 Bund
24 hinterschnittener Abschnitt
25 Basis
26 Innenkontur
27 Fase
28 Außenkontur
30 axiale Seite
32 Handgriffs
33 Mulde
34 Ausnehmung
35 Strebe
36 radialer Abschnitt
37 Fortsatz
38 Rand 40 Erhebung
42 Fläche
44 Formteil
46 Gegenformteil
48 zugewanden Seite
50 Mitnehmerstruktur
52 Gegenstruktur
53 Rampe
54 zylindrische Erhebungen
55 Anschlag
56 Rippen
58 Sackloch
59 Rohrabschnitt
60 Lamellenpaare
62 Durchführung
63 holzylindrische Abschnitt
64 Bund

Claims

Ansprüche
1. Kupplung (10) zum drehfesten Anbinden eines Rads (12) an einen
Abtrieb (14) einer elektrischen Maschine (16) umfassend ein radseitiges Aufnahmeteil (18) im Bereich einer Nabe des Rads (12) und ein komplementäres abtriebsseitiges Steckteil (20) im Bereich einer
Rotationsachse des Abtriebs (14), wobei das Aufnahmeteil (18) durch eine axiale Bewegung mit dem Steckteil (20) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckteil (20) in das Aufnahmeteil (18) einfügbar ist, und das Aufnahmeteil (18) zum Sichern der Kupplung (10) relativ zum Steckteil (20) beweglich ist.
2. Kupplung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Aufnahmeteil (18) entlang der Umfangsrichtung (1) des Rads (12) drehbar ist.
3. Kupplung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (18) käfigartig ausgebildet ist, wobei durch eine axiale Öffnung (22) ein in axialer Richtung (2) des Rads (12) pilzkopfartig hinterschnittener Abschnitt (24) des Steckteils (20) in eine Fassung (19) einfügbar ist.
4. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (22) eine Innenkontur (26) aufweist, die komplementär zu der Außenkontur (28) des Steckteils (20) geformt ist, wobei die Innenkontur (26) gegenüber der Außenkontur (28) durch die relative Drehung des Aufnahmeteils (18) gegenüber dem Steckteil (20) verdreht wird, sodass die Konturen (26, 28) zueinander versetzt sind, und das Rad (12) axial gesichert ist.
5. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (18) von einer dem Abtrieb (14) abgewandten axialen Seite (30) des Rads (12) zugänglich ist, sodass insbesondere mittels eines Handgriffs (32) das Aufnahmeteil (18) drehbar ist.
6. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Aufnahmeteils (18) wenigstens eine Ausnehmung (34) ausgeformt ist, in die sich wenigstens ein radialer Abschnitt (36) des pilzkopfartigen Steckteils (20) während der Drehung hineindreht.
7. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Rand (38) der Ausnehmung (34) eine Erhebung (40) angeordnet ist, die auf einer axial gerichteten Fläche (42) des Steckteils (20) durch die Drehung beförderbar ist, sodass ein axiales Spiel zwischen Rad (12) und Abtrieb (14) ausgelöscht wird.
8. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenkontur (26) wenigstens ein Formteil (44) angeordnet ist, das einem Gegenformteil (46) an der Außenkontur (28) nachgeformt ist, sodass eine Formkodierung zwischen dem
Aufnahmeteil (18) und dem Steckteil (20) erreicht wird.
9. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (18) und das Steckteil (20) konzentrisch zum Rad (12) und Abtrieb (14) positioniert sind.
10. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer axial zum Rad (12) zugewanden Seite (48) des Abtriebs (14) eine exzentrisch angeordnete Mitnehmerstruktur (50) angeordnet ist, die mit einer Gegenstruktur (52) an dem Rad (12) zusammenwirkt, und ein Drehmoment vom Abtrieb (14) auf das Rad (12) überträgt.
11. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerstruktur (50) durch zylinderförmige Erhebungen (54) gebildet ist, die entlang eines zur Rotationsachse (3) konzentrischen Kreises verteilt sind.
12. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung (4) verlaufende insbesondere nach außen in axialer Richtung (2) abflachende Rippen (56) an die Erhebungen (54) vorzugsweise radial innen und/oder außen anschließen.
13. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lamellenpaare (60) die Gegenstruktur (52) bilden, wobei jeweils eine Lamelle eines Lamellenpaares (60) in
Umfangsrichtung (1) seitlich an einer Erhebung (54) positionierbar ist.
14. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen (26, 28) oval, elliptisch, sternförmig, eckig und/oder eine sonstige Symmetrie aufweisen, die eine niedrigere Ordnung als die eines Kreises beinhaltet.
15. Kupplung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad (12) eine zylindrische Durchführung (62) von einer axialen zur gegenüberliegenden Seite aufweist, in der das Aufnahmeteil (18) angeordnet ist, wobei das Steckteil (20) in einem zylindrischen Sackloch (58) positioniert ist.
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