WO2008017433A1 - Kupplung - Google Patents

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WO2008017433A1
WO2008017433A1 PCT/EP2007/006910 EP2007006910W WO2008017433A1 WO 2008017433 A1 WO2008017433 A1 WO 2008017433A1 EP 2007006910 W EP2007006910 W EP 2007006910W WO 2008017433 A1 WO2008017433 A1 WO 2008017433A1
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WO
WIPO (PCT)
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coupling according
spring element
bulge
spring
jacket
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/006910
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Haas
Peter Horling
Sandra Kamm
Armin Olschewski
Original Assignee
Ab Skf
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 Ab Skf filed Critical Ab Skf
Priority to DE112007001748T priority Critical patent/DE112007001748A5/de
Publication of WO2008017433A1 publication Critical patent/WO2008017433A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/048—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with parts moving radially between engagement and disengagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00—Automatic clutches
    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
    • F16D43/202—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type
    • F16D43/2028—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with at least one part moving radially between engagement and disengagement

Definitions

  • the invention relates to a coupling for transmitting torques between a first and a second shaft part with a limit of the torque to be transmitted.
  • overload clutches In many areas of technology, so-called overload clutches or couplings with an overload protection or torque limitation are known.
  • Overload clutches are known in many embodiments, which operate with separate latching elements mounted by means of separate springs.
  • these overload clutches disadvantageously have a comparatively large number of individual parts, which has a disadvantageous effect both in terms of installation and production costs.
  • very simple constructed overload clutches are known with which, however, with a disadvantage only a torque transmission is possible up to comparatively small limit torques.
  • An object of the present invention is therefore to provide a coupling for transmitting torque between a first and a second shaft part with a limit of the torque to be transmitted, which is simple and therefore inexpensive and with which also a torque transmission up to larger torque limit values is possible.
  • the object is solved by the subject matter of claim 1.
  • Advantageous embodiments are described in the subclaims.
  • a coupling for transmitting torques between a first and a second shaft part with a limiting of the transmitting torque includes the following features:
  • the first shaft part is non-rotatably connected to a first connecting element, which has a cylinder-like jacket with at least one bulge or bulge, - a spring element to the said jacket substantially concentric and with a substantially interlocking engagement in the input or
  • Bump of the shell is designed according to designed bulge or indentation, and the spring element is in communication with the second shaft part.
  • the coupling according to the invention requires only a special design of the opposite axial ends of the two shaft parts and a spring element which is corrugated in the circumferential direction, for example, the simplest construction with a minimum of individual parts is possible, which is particularly due to the concomitant, very simple and therefore fast assembly with an advantage also has a positive effect on the cost of such a coupling. Due to the fact that the coupling according to the invention combines friction and positive locking effects with one another, in spite of the simplest construction it is also advantageously possible to limit the torques to be transmitted to comparatively large high limit torques.
  • the spring element When the predefinable limit value for the torque to be transmitted is exceeded, the spring element is reversibly bent in such a way that the two shaft parts can twist as desired relative to one another. As soon as the torque to be transmitted is again below the limit value, the spring element, which returns to its original shape, ensures that a torque torque is restored. transmission between the two shaft part can take place. Furthermore, it is also advantageously possible with the coupling according to the invention to compensate for a certain offset and / or a certain tilting of the two shaft parts against each other by the coupling.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a coupling in which the
  • FIG. 2 is a perspective exploded view of a coupling in which corresponding axial ends of two shaft parts to be coupled are coupled by a spring element essentially enclosing the ends;
  • FIG. 3 shows a detail of a longitudinal section through a spring element which, in contrast to the integrally formed spring element of FIG. 2, is composed of two parts,
  • FIG. 4 is a perspective exploded view of a coupling of two shaft parts to be coupled by means of a spring element, comprising lugs resting on the outer sheaths of the shaft parts, with a ring of lugs per shaft part and with a spherical bulge per lug,
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of the assembled coupling of FIG. 4
  • FIG. 6 is a perspective exploded view of a coupling of two shaft parts to be coupled by means of a spring element, comprising lugs resting on the outer and inner sheaths of the shaft parts, with two rings of lugs per shaft part and with a spherical bulge per lug,
  • FIG. 7 shows a longitudinal section of the assembled coupling of FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a perspective exploded view of a coupling of two shaft parts to be coupled by means of a spring element which is composed of a multiplicity of individual spring elements arranged in a holding sleeve, FIG.
  • FIGS. 9 and 10 show a front view and a longitudinal section through the assembled coupling of FIG. 8.
  • FIG. 1 shows as an embodiment of the invention in the form of a perspective exploded view of a clutch in which corresponding shaft ends of two shaft parts to be coupled coaxially enclose and between an annular, wavy in the circumferential direction formed spring element 30 is arranged.
  • the two shaft parts not shown, with connecting elements 10 and 20 are formed.
  • the first connection element 10 of the first shaft part can be formed directly by corresponding formation of said shaft end.
  • at least one of the connecting elements 10 and 20 may be formed, for example, as a sintered element and connected to the shaft part accordingly.
  • a corrugation ring-like spring element 30 is in particular without cutting from a hardened steel strip or steel sheet, in particular a spring steel band produced.
  • the spring element can not be formed closed with a longitudinal slot in the circumferential direction.
  • both the outer casing of the first connection element 10 and the inner casing of the second connection element 20 are formed with a corresponding corrugation or with corresponding indentations and bulges.
  • the two connection elements 10 and 20 are rotatably connected to each other via the spring element 30 to a predeterminable value of a torque to be transmitted. If said value is exceeded, the spring element 30 is widened in such a way that the two connection elements 10 and 20 can rotate relative to one another until the torque to be transmitted falls below the said value again.
  • Said value for limiting the torque to be transmitted is, for example, by a diameter of the spring element 30, by depth and number of bulges and bulges, by a wall thickness of the spring element 30, but also by an example on the outer jacket of the first Ranele- element 10 and / or the inner jacket of the second connection element 20 applied, the sliding friction influencing coating, adjustable.
  • FIG. 2 shows, as a further exemplary embodiment of the invention in the form of a perspective exploded view, a coupling in which the corresponding axial ends of two shaft parts to be coupled are coupled by a spring element 30 'substantially enclosing the ends.
  • said ends of said shaft parts comprise substantially identically formed connection elements 10 'and 20'.
  • the integrally formed ring-like spring element 30 ' comprises a first circumferentially corrugated annular portion for the first Anschlußele- element 10', a lohlnikzy linderartigen intermediate region and a second circumferentially corrugated annular portion for the second connection element 20 '.
  • the two corrugated subregions are connected to one another via the intermediate region in such a way that, when viewed axially, so to speak, the peaks of the corrugation of the first subregion strike valleys of the corrugation of the second subregion.
  • the corrugation of the two ring-like subregions is in turn provided for engagement in correspondingly corrugated outer shells of the two connection elements 10 'and 20'.
  • the intermediate region is furthermore formed with indentations 32 ', which are formed alternately from one and the other end side and outside the connection points to the two corrugated subregions.
  • indentations 32 ' are formed alternately from one and the other end side and outside the connection points to the two corrugated subregions.
  • notches 34 ' are provided at the junctions between the corrugated subregions and the intermediate region to reduce notches, which is shown only once as an example in FIG. Otherwise, what has previously been described with reference to FIG. 1 applies correspondingly to the embodiment of FIG.
  • FIG. 3 shows a modification of the spring element 30 'of FIG. 2, wherein the spring element 30 "of FIG. 3 is divided into two parts 31" and 32 "in the intermediate area Section of a longitudinal section through the spring element 30 "in its intermediate region, in which the two parts 31" and 32 "are interconnected.
  • the two parts 31 "and 32" of the spring element 30 "intended to be connected comprise radially inwardly deformed areas at their peripheral sides to be joined, extending into the intermediate space between the two connecting elements, which also can be used in particular as a pressure joint Punching or clinching is called, are connected to each other, which is indicated at the point 35 ".
  • the spring element 30 'of FIG. 2 remains axially in position
  • this axial positioning can be taken over by the part of the spring element 30" projecting between the two connection elements, so that the connection elements can also be embodied as gear-like without said web.
  • the spring elements can of course be formed from more than two parts and / or with other connection technology.
  • the spring element of Figure 4 differs from the spring element 30 "of Figure 3 essentially in that the spring element of Figure 4 consists of two substantially identical, riveted together parts 31 '" and 32'", wherein each of the parts 31 '"and 32 '" comprises a hole-disc-like body, on the outer edge in the axial direction cantilevered, closely spaced a plurality of separate tabs 34'"is arranged, each of the lugs 34 '" a spherical, radially inwardly directed bulge 35 '", and the bulges 35'" are provided for engaging in indentations formed on the outer sheaths of the two connecting elements 10 '' and 20 '.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the assembled coupling of FIG. 4.
  • FIG. 6 shows, as a further exemplary embodiment of the invention, a perspective exploded view of a coupling of two connection elements 10 "" and 20 “” to be coupled by means of a composite spring element.
  • the spring element of Figure 6 differs from the spring element of Figure 4 and 5 essentially in that the spring element of Figure 6 per connection element 10 "" and 20 “” comprises two concentric rings of flags, which are located on the outer and inner edges connect the hole-disc-like body and which are provided for engaging in an outer and inner shell region of the respective connection element 10 "" and 20 “”.
  • This can be compared to Figures 4 and 5 realize a higher limit torque.
  • FIGS. 4 and 5 applies correspondingly to the embodiment of FIG. Comparable components are given the same reference number, added a further high-line.
  • FIG. 7 also shows a longitudinal section through the assembled coupling of FIG. 6.
  • FIG. 8 shows, as a sixth exemplary embodiment of the invention, an exploded perspective view of a coupling of two connecting elements 10 '''and20''' to be coupled by means of a spring element which consists of a plurality of individual spring elements 31 '''arranged in a holding sleeve 32''''"" is composed.
  • the spring element of a plurality of components is loosely assembled.
  • the spring element of FIG. 8 comprises the holding sleeve 32 '"", which is formed on the inner shell side with a plurality of circumferentially distributed, axially extending depressions. The number of depressions corresponds to the number of individual spring components 31 '"".
  • Each of the depressions is designed with a cross-section-like, in the radial direction undercuts forming cross-section and has in the recess bottom a radially projecting, axially extending projection 33 '"" on.
  • Each of the spring components 31 '"" is similar to a longitudinally slotted tubular body, wherein in a central region of the tubular body, going beyond half of the tubular body, the tube wall is removed.
  • the extension 33 '"" one of the wells of the holding sleeve 32 “'” for engaging in the longitudinal slot of the spring member 31 "'” is provided, whereby the spring member 31 "'" so to speak twist-secured in the recess of the holding sleeve 32 '"" is held , By said undercuts, the spring members 32 '"" are held against a radially inwardly directed falling out in the recesses of the holding sleeve 32'"".
  • the spring components 31 '''after being inserted into the recesses of the holding sleeve 32''' project over an inner jacket of the holding sleeve 32 '''projecting bulges, which for appropriate engagement in corresponding indentations on the outer shells of the two connection elements 10'"" and 20 '"" are provided.
  • the spring components 31 '''made of a spring steel or from an initially ungehärte- th steel strip with subsequent curing easily and inexpensively be.
  • the slit of the spring members 31 "'” is formed with a greater width than that of the extensions 33 "'" of the wells.
  • FIGS. 9 and 10 show a front view and a longitudinal section through the assembled coupling of FIG. 8.

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Abstract

Eine Kupplung zum Übertragen von Drehmomenten zwischen einem ersten und einem zweiten Wellenteil mit einer Begrenzung des übertragenden Drehmoments beinhaltet folgende Merkmale: - Das erste Wellenteil ist mit einem ersten Anschlusselement drehfest verbunden, das einen zylinderartigen Mantel mit wenigstens einer Ein- oder Ausbauchung aufweist, - ein Federelement, das zu besagtem Mantel im wesentlichen konzentrisch und mit einer im wesentlichen zum formschlussartigen Eingreifen in die Ein- oder Ausbau chung des Mantels entsprechend gestalteten Aus- oder Einbauchung ausgebildet ist, und - das Federelement ist mit dem zweiten Wellenteil in Verbindung stehend.

Description

B e s c h r e i b u n g
Kupplung
Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum Übertragen von Drehmomenten zwischen einem ersten und einem zweiten Wellenteil mit einer Begrenzung des zu übertragenden Drehmoments.
In vielen Bereichen der Technik sind sogenannte Überlastkupplungen bzw. Kupplungen mit einer Überlastsicherung bzw. Drehmomentbegrenzung bekannt. Dabei sind in vielfältigen Ausfuhrungsformen Überlastkupplungen bekannt, die mit mittels separaten Federn gelagerten separaten Rastelementen arbeiten. Diese Überlastkupplungen weisen aber mit Nachteil eine vergleichsweise große Anzahl von Einzelteilen auf, was sich sowohl hinsichtlich Montage als auch Herstellungskosten nachteilig auswirkt. Weiterhin sind auch sehr einfach aufgebaute Überlastkupplungen bekannt, mit denen allerdings mit Nachteil nur eine Drehmomentübertragung bis zu vergleichsweise kleinen Grenzdrehmomenten möglich ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kupplung zum Übertragen von Drehmomenten zwischen einem ersten und einem zweiten Wellenteil mit einer Begrenzung des zu übertragenden Drehmoments zu schaffen, die einfach und damit kostengünstig aufgebaut ist und mit der auch eine Drehmomentenübertragung bis hin zu größeren Grenzdrehmomentwerten möglich ist. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 beinhaltet eine Kupplung zum Übertragen von Drehmomenten zwischen einem ersten und einem zweiten Wellenteil mit einer Begrenzung des übertragenden Drehmoments folgende Merkmale:
Das erste Wellenteil ist mit einem ersten Anschlusselement drehfest verbunden, das einen zylinderartigen Mantel mit wenigstens einer Ein- oder Ausbauchung aufweist, - ein Federelement, das zu besagtem Mantel im wesentlichen konzentrisch und mit einer im wesentlichen zum formschlussartigen Eingreifen in die Ein- oder
Ausbauchung des Mantels entsprechend gestalteten Aus- oder Einbauchung ausgebildet ist, und das Federelement ist mit dem zweiten Wellenteil in Verbindung stehend.
Dadurch, dass die erfindungsgemäße Kupplung im Extremfall lediglich eine spezielle Ausbildung der einander gegenüberliegenden axialen Enden der beiden Wellenteile und ein beispielsweise ringartig und in Umfangsrichtung gewellt ausgebildetes Federelement benötigt, ist ein einfachster Aufbau mit einem Mini- mum an Einzelteilen möglich, was sich insbesondere durch die damit einhergehende, sehr einfache und damit auch schnelle Montage mit Vorteil auch positiv auf die Kosten einer derartigen Kupplung auswirkt. Dadurch, dass die erfindungsgemäße Kupplung Reib- und Formschlusseffekte miteinander kombiniert, ist trotz des einfachsten Aufbaus mit Vorteil auch eine Begrenzung der zu übertragenden Drehmomente hin zu vergleichsweiße großen Grenzdrehmomenten möglich. Beim Überschreiten des vorgebbaren Grenzwertes für das zu übertragende Drehmoment wird das Federelement derart reversibel verbogen, dass sich die beiden Wellenteile wunschgemäß gegeneinander verdrehen können. Alsbald das zu übertragende Drehmoment wieder unter dem Grenzwert liegt, sorgt das wieder in seine Aus- gangsform zurückkehrende Federelement dafür, dass wieder eine Drehmomentüber- tragung zwischen den beiden Wellenteil stattfinden kann. Weiterhin ist es mit der erfindungsgemäßen Kupplung ebenfalls mit Vorteil möglich, einen gewissen Versatz und/oder eine gewisse Kippung der beiden Wellenteile gegeneinander durch die Kupplung auszugleichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 in perspektivischer Explosionsansicht eine Kupplung, bei der sich die
Wellenenden zweier zu koppelnder Wellenteile koaxial umschließen und dazwischen ein ringförmiges in Umfangsrichtung gewellt ausgebildetes Federelement angeordnet ist,
Figur 2 in perspektivischer Explosionsansicht eine Kupplung, bei der entsprechende axiale Enden zweier zu koppelnder Wellenteile durch ein die Enden im wesentlichen umschließendes Federelement gekoppelt sind,
Figur 3 einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch ein Federelement, das im Gegensatz zu dem einstückig ausgebildeten Federelement der Figur 2 aus zwei Teilen zusammengesetzt ist,
Figur 4 in perspektivischer Explosionsansicht eine Kupplung zweier zu koppelnde Wellenteile mittels einem Federelement, umfassend an den Außen- mänteln der Wellenteile anliegende Fahnen mit einem Ring von Fahnen je Wellenteil und mit einer sphärischen Ausbauchung je Fahne,
Figur 5 einen Längsschnitt der zusammengesetzten Kupplung der Figur 4, Figur 6 in perspektivischer Explosionsansicht eine Kupplung zweier zu koppelnder Wellenteile mittels einem Federelement, umfassend an den Außen- und Innenmänteln der Wellenteile anliegende Fahnen mit zwei Ringen von Fahnen je Wellenteil und mit einer sphärischen Ausbauchung je Fahne,
Figur 7 einen Längsschnitt der zusammengesetzten Kupplung der Figur 6,
Figur 8 in perspektivischer Explosionsansicht eine Kupplung zweier zu koppeln- der Wellenteile mittels einem Federelement, das aus einer Vielzahl einzelner und in einer Haltehülse angeordneter Federbauteile zusammengesetzt ist,
Figuren 9 und 10 eine Frontansicht und einen Längsschnitt durch die zusammenge- setzte Kupplung der Figur 8.
Die Figur 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer perspektivischen Explosionsansicht eine Kupplung, bei der sich entsprechende Wellenenden zweier zu kuppelnden Wellenteile koaxial umschließen und dazwischen ein ringförmiges, in Umfangsrichtung gewellt ausgebildetes Federelement 30 angeordnet ist. An besagten Wellenenden sind die beiden nicht dargestellten Wellenteile mit Anschlusselementen 10 und 20 ausgebildet. Dabei kann insbesondere das erste Anschlusselement 10 des ersten Wellenteils unmittelbar durch entsprechende Ausbildung besagten Wellenendes ausgebildet sein. In anderen Ausführungsformen kann aber auch wenigstens eines der Anschlusselemente 10 und 20 beispielsweise als ein Sinterelement ausgebildet und mit dem Wellenteil entsprechend verbunden sein.
Das in Umfangsrichtung mit einer Wellung ausgebildet ringartige Federelement 30 ist dabei insbesondere spanlos aus einem gehärteten Stahlband oder Stahlblech, insbesondere einem Federstahlband hergestellt. In einer anderen Ausführungsform kann das Federelement auch mit einer Längsschlitzung in Umfangsrichtung nicht in sich geschlossen ausgebildet sein.
Zu der Wellung des Federelements 30 passend, sind sowohl der Außenmantel des ersten Anschlusselements 10 als auch der Innenmantel des zweiten Anschlusselements 20 mit einer entsprechenden Wellung bzw. mit entsprechenden Ein- und Ausbauchungen ausgebildet. Bei einem entsprechenden Ineinandersetzen der drei Elemente 10, 20 und 30 sind die beiden Anschlusselemente 10 und 20 über das Federelement 30 bis zu einem vorgebbaren Wert eines zu übertragenden Drehmoments drehfest miteinander verbunden. Wird besagter Wert überschritten, wird das Federelement 30 derart aufgeweitet, dass sich die beiden Anschlusselemente 10 und 20 gegeneinander verdrehen können bis das zu übertragende Drehmoment wieder unter den besagten Wert sinkt.
Besagter Wert zur Begrenzung des zu übertragenden Drehmoments ist dabei beispielsweise durch einen Durchmesser des Federelements 30, durch Tiefe und Anzahl der Ein- und Ausbauchungen, durch eine Wanddicke des Federelements 30, aber auch durch eine beispielsweise auf den Außenmantel des ersten Anschlussele- ments 10 und/oder den Innenmantel des zweiten Anschlusselements 20 aufgebrachte, die Gleitreibung beeinflussende Beschichtung, einstellbar.
In anderen Ausführungsformen können insbesondere die Stirnseiten des Federelements 30, insbesondere in denjenigen Bereich, in dem sie zum Eingriff in die Anschlusselemente 10 und 20 vorgesehen sind, mit einer Verrundung ausgebildet sein und/oder die Ein- bzw. Ausbauchungen des Federelements 30 sind bezogen auf eine Mitte der Ein- bzw. Ausbauchung zur entsprechenden Gegenfläche der Anschlusselemente 10 und 20 hin leicht sphärisch ausgebeult. Die Figur 2 zeigt als ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung in Form einer perspektivischen Explosionsansicht eine Kupplung, bei der die entsprechenden axialen Enden zweier zu koppelnder Wellenteile durch ein die Enden im Wesentlichen umschließendes Federelement 30' gekoppelt sind. Dabei umfassen besagte Enden besagter Wellenteile im Wesentlichen identisch ausgebildete Anschlusselemente 10' und 20'.
Das einstückig ausgebildete ringartige Federelement 30' umfasst dabei einen ersten in Umfangsrichtung gewellten ringartigen Teilbereich für das erste Anschlussele- ment 10', einen hohlkreiszy linderartigen Zwischenbereich und einen zweiten in Umfangsrichtung gewellten ringartigen Teilbereich für das zweite Anschlusselement 20'. Die beiden gewellten Teilbereiche sind dabei derart über den Zwischenbereich miteinander verbunden, dass bei axialer Betrachtung sozusagen die Berge der Wellung des ersten Teilbereichs auf Täler der Wellung des zweiten Teilbereichs treffen. Die Wellung der beiden ringartigen Teilbereiche ist dabei wiederum zum Eingreifen in entsprechend gewellt ausgebildete Außenmäntel der beiden Anschlusselemente 10' und 20' vorgesehen.
Der Zwischenbereich ist weiterhin mit Einschnitten 32' ausgebildet, die abwech- selnd von der einen und der anderen Stirnseite her und außerhalb der Verbindungsstellen zu den beiden gewellten Teilbereichen ausgebildet sind. Dadurch wird insbesondere beim Überschreiten des Grenzwerts des zu übertragenden Drehmoments ein Aufweiten des Federelements 30' in einer für das Federelement 30' materialverträglichen Art und Weise gewährleistet. In einer anderen Ausführungs- form können die Einschnitte axial auch über eine mittlere Umfangslinie des Zwischenbereichs hinausgehend ausgebildet sein.
Weiterhin sind an den Verbindungsstellen zwischen den gewellten Teilbereichen und dem Zwischenbereich Kerbspannungen reduzierende Ausrundungen 34' vorgesehen, was in der Figur 2 lediglich einmal exemplarisch dargestellt ist. Ansonsten gilt das vorausgehend zu der Figur 1 Beschriebene für die Ausführungs- form der Figur 2 entsprechend.
Die Figur 3 zeigt als ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung eine Abwand- lung des Federelements 30' der Figur 2, wobei das Federelement 30" der Figur 3 im Zwischenbereich geteilt aus zwei Teilen 31" und 32" hergestellt ist. Die Figur 3 zeigt dazu einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch das Federelement 30" in seinem Zwischenbereich, in dem die beiden Teile 31" und 32" miteinander verbunden sind.
Dabei umfassen die beiden zum Verbinden vorgesehenen Teile 31" und 32" des Federelements 30" an ihren zu verbindenden Stirnseiten an wenigstens einigen Umfangsstellen radial nach innen umgeformte, sich in den Zwischenraum zwischen den beiden Anschlusselementen hinerstreckende Bereiche, die insbesondere durch ein Druckfugen was auch als Durchsetzfügen oder Clinchen bezeichnet wird, miteinander verbunden sind, was an der Stelle 35" angedeutet ist.
Damit das Federelement 30' der Figur 2 axial in Position bleibt, sind die Einbau- chungen auf den Außenmäntel der Anschlusselemente 10' und 20' nach außen hin durch eine Art Steg begrenzt, in den die Einbauchungen sphärisch übergehend gestaltet sind. Beim Federelement 30" gemäß der Figur 3 kann diese axiale Positionierung durch den zwischen die beiden Anschlusselemente hineinragenden Teil des Federelements 30" übernommen werden, so dass die Anschlusselemente auch ohne besagten Steg, also zahnradartig ausgebildet werden können. Ansonsten gilt das vorausgehend zu den Figuren 1 und 2 Beschriebene für die Ausführungsform der Figur 3 entsprechend. In anderen Ausführungs formen können die Federelemente natürlich auch aus mehr als zwei Teilen und/oder mit anderer Verbindungstechnik ausgebildet sein. Die Figur 4 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Explosionsansicht eine Kupplung zweier zu koppelnder Anschlusselemente 10'" und 20" mittels eines zusammengesetzten Federelements. Dabei unterscheidet sich das Federelement der Figur 4 von dem Federelement 30" der Figur 3 im Wesentlichen dadurch, dass das Federelement der Figur 4 aus zwei im Wesentlichen identischen, miteinander vernieteten Teilen 31'" und 32'" besteht, wobei jedes der Teile 31'" und 32'" einen lochscheibenartigen Grundkörper umfasst, an dessen Außenrand in axialer Richtung auskragend, dicht an dicht eine Vielzahl voneinander getrennter Fahnen 34'" angeordnet ist, wobei jede der Fahnen 34'" eine sphäri- sehe, radial nach innen hin gerichtete Ausbauchung 35'" aufweist, und die Ausbauchungen 35'" zum Eingreifen in an den Außenmänteln der beiden Anschlusselemente 10'" und 20'" ausgebildete Einbauchungen vorgesehen sind. Ansonsten gilt das vorausgehend zu der Figur 3 Beschriebene für die Ausführungsform der Figur 4 entsprechend. Vergleichbare Bauelemente sind dabei mit gleichen Bezugszeichen- nummer, ergänzt um einen weiteren Hochstrich bezeichnet. Die Figur 5 zeigt ferner einen Längsschnitt durch die zusammengesetzte Kupplung der Figur 4.
Die Figur 6 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Explosionsansicht eine Kupplung zweier zu koppelnder Anschlusselemente 10"" und 20"" mittels eines zusammengesetzten Federelements. Dabei unterscheidet sich das Federelement der Figur 6 von dem Federelement der Figur 4 und 5 im Wesentlichen dadurch, dass das Federelement der Figur 6 je Anschlusselement 10"" und 20"" zwei konzentrische Ringe von Fahnen umfasst, die sich an den Außen- und Innenrand des lochscheibenartigen Grundkörpers anschließen und die zum Eingreifen in einen Außen- und Innenmantelbereich des jeweiligen Anschlusselements 10"" und 20"" vorgesehen sind. Damit lässt sich gegenüber den Figuren 4 und 5 ein höheres Grenzdrehmoment realisieren. Ansonsten gilt aber das vorausgehend zu den Figuren 4 und 5 Beschriebene für die Ausführungsform der Figur 6 entsprechend. Vergleichbare Bauelemente sind dabei mit gleichen Bezugszeichennummer, ergänzt um einen weiteren Hochstrich bezeichnet. Die Figur 7 zeigt ferner einen Längsschnitt durch die zusammengesetzte Kupplung der Figur 6.
Die Figur 8 zeigt als ein sechstes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung in perspektivi- scher Explosionsansicht eine Kupplung zweier zu koppelnder Anschlusselemente 10""' und 20""' mittels eines Federelements, das aus einer Vielzahl einzelner, in einer Haltehülse 32"'" angeordneter Federbauteile 31'"" zusammengesetzt ist. Anders als bei den vorausgehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 das Federelement aus mehreren Bauteilen lose zusammengesetzt. Das Federelement der Figur 8 umfasst dabei die Haltehülse 32'"", die innenmantelseitig mit einer Mehrzahl in Umfangsrichtung verteilt angeordneter, sich axial erstreckender Vertiefungen ausgebildet ist. Die Anzahl der Vertiefungen entspricht dabei der Anzahl der einzelnen Federbauteile 31'"". Jede der Vertiefungen ist dabei mit einem kreisabschnittartigen, in radialer Richtung Hinterschneidun- gen bildenden Querschnitt gestaltet und weist im Vertiefungsgrund einen radial vorstehenden, sich axial erstreckenden Vorsprung 33'"" auf. Jedes der Federbauteile 31'"" gleicht dabei einem längsgeschlitzten Rohrkörper, wobei in einem Mittenbereich des Rohrkörpers, über eine Hälfte des Rohrkörpers hinausgehend, die Rohrwandung weggenommen ist. Dabei ist der Fortsatz 33'"" einer der Vertiefungen der Haltehülse 32"'" zum Eingreifen in die Längsschlitzung des Federbauteils 31"'" vorgesehen, wodurch das Federbauteil 31"'" sozusagen verdrehgesichert in der Vertiefung der Haltehülse 32'"" gehalten ist. Durch besagte Hinterschneidungen sind die Federbauteile 32'"" auch gegen ein radial nach innen gerichtetes Herausfallen in den Vertiefungen der Haltehülse 32'"" gehalten. Dabei bilden die Federbautei- Ie 31'"" nach einem Einschieben in die Vertiefungen der Haltehülse 32'"" über einen Innenmantel der Haltehülse 32'"" überstehende Ausbauchungen aus, die zum entsprechenden Eingreifen in entsprechende Einbauchungen an den Außenmänteln der beiden Anschlusselemente 10'"" und 20'"" vorgesehen sind. Dabei können die Federbauteile 31"'" aus einem Federstahl oder auch aus einem zunächst ungehärte- ten Bandstahl mit anschließendem Härten einfach und kostengünstig hergestellt sein. Um dabei ein entsprechendes Einfedern der Federbauteile 31'"" beim Erreichen des Grenzdrehmoments zu erleichtern, ist die Schlitzung der Federbauteile 31"'" mit einer größeren Breite ausgebildet als die der Fortsätze 33"'" der Vertiefungen. Die Haltehülse 32'"" kann dabei einfach und kostengünstig, beispielsweise durch ein Hochgeschwindigkeitsverdichten eines Pulvermaterials mit anschließendem Sintern hergestellt sein. Ansonsten gilt das vorausgehend Beschriebene entsprechend. Die Figuren 9 und 10 zeigen schließlich noch eine Frontansicht und einen Längsschnitt durch die zusammengesetzte Kupplung der Figur 8.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h eKupplung
1. Kupplung zum Übertragen von Drehmomenten zwischen einem ersten und einem zweiten Wellenteil mit einer Begrenzung des zu übertragenden Drehmoments, beinhaltend folgende Merkmale:
- Das erste Wellenteil ist mit einem ersten Anschlusselement drehfest verbun- den, das einen zylinderartigen Mantel mit wenigstens einer Ein- oder Ausbauchung aufweist,
- ein Federelement, das zu besagtem Mantel im wesentlichen konzentrisch und mit einer im wesentlichen zum formschlussartigen Eingreifen in die Ein- o- der Ausbauchung des Mantels entsprechend gestalteten Aus- oder Einbau- chung ausgebildet ist, und
- das Federelement ist mit dem zweiten Wellenteil in Verbindung stehend.
2. Kupplung nach Anspruch 1, wobei das Federelement mit dem zweiten Wellenteil fest verbunden ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1, wobei das Federelement wenigstens eine weitere Ein- oder Ausbauchung umfasst und das zweite Wellenteil mit einem zweiten Anschlusselement verbunden ist, das einen zylinderartigen Mantel mit einer zur weiteren Ein- oder Ausbauchung des Federelements passenden Aus- oder Ein- bauchung ausgebildet ist.
4. Kupplung nach Anspruch 3, wobei der Mantel des ersten Anschlusselements ein Innen- oder Außenmantel und der Mantel des zweiten Anschlusselements ein Außen- oder Innenmantel ist und radial zwischen beiden Mänteln das Fe- derelement angeordnet ist.
5. Kupplung nach Anspruch 3, wobei die Mäntel des ersten als auch des zweiten Anschlusselements entweder beide Innenmäntel und/oder beide Außenmäntel sind.
6. Kupplung nach Anspruch 5, wobei das Federelement einen ersten in Umfangs- richtung gewellten ringartigen Teilbereich für das erste Anschlusselement und einen zweitem in Umfangsrichtung gewellten ringartigen Teilbereich für das zweite Anschlusselement umfasst.
7. Kupplung nach Anspruch 6, wobei das Federelement derart ausgebildet ist, dass bei axialer Betrachtung die Berge der Wellung des ersten Teilbereichs auf Täler der Wellung des zweiten Teilbereichs treffen.
8. Kupplung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die beiden Teilbereiche über einen hohlkreiszylinderartigen Zwischenbereich miteinander verbunden sind.
9. Kupplung nach Anspruch 8, wobei wenigstens einer der Teilbereiche aus- schließlich im Bereich seiner Täler oder Berge mit dem Zwischenbereich verbunden ist.
10. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Zwischenbereich abwechselnd von der einen und der anderen Stirnseite her und außerhalb der Verbindungsstellen zu den beiden Teilbereichen mit sich axial erstreckenden Einschnitten ausgebildet ist.
11. Kupplung nach Anspruch 10, wobei die Einschnitte axial über eine mittlere Umfangslinie des Zwischenbereichs hinausgehend ausgebildet sind.
12. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei an wenigstens einer Verbindungsstelle zwischen einem der Teilbereiche und dem Zwischenbereich eine Kerbspannungen reduzierende Ausrundung ausgebildet ist.
13. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Zwischenbereich an wenigstens einer Umfangsstelle sich radial zwischen die Stirnseiten der Wellenteile oder Anschlusselemente hineinerstreckend ausgebildet ist.
14. Kupplung nach Anspruch 5, wobei das Federelement zwei miteinander verbun- dene lochscheibenartige Bereiche umfasst, an deren Außen- und/oder Innenränder sich jeweils eine Vielzahl voneinander getrennter, sich in axialer Richtung erstreckender Fahnen anschließt.
15. Kupplung nach Anspruch 14, wobei jede der Fahnen mit einer sphärischen Ein- oder Ausbauchung ausgebildet ist, die zum Eingreifen in eine Aus- oder Ein- bauchung eines der Anschlusselemente vorgesehen ist.
16. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Mantel des ersten Anschlusselements, der Mantel des zweiten Anschlusselements und/oder der Federring in Umfangsrichtung mit einer Wellung ausgebildet sind.
17. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei wenigstens eines der axialen Enden der Ein- bzw. Ausbauchung des Federelements abgerundet und/oder die Ein- bzw. Ausbauchung des Federelements bezogen auf eine Mitte der Ein- bzw. Ausbauchung zur entsprechenden Gegenfläche des Anschlusselements hin leicht sphärisch ausgebeult ausgebildet sind.
18. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Federelement aus einem Stück hergestellt ist.
19. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Federelement aus mehreren Teilen zusammengesetzt hergestellt ist.
20. Kupplung nach Anspruch 19, wobei eines der Teile wenigstens einen der gewellten ringartigen Teilbereiche und wenigstens eine Hälfte des hohlkreiszy- linderartigen Zwischenbereichs bzw. einen der lochscheibenartigen Bereiche umfasst.
21. Kupplung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, wobei die Teile miteinander, insbesondere durch eine stoffschlüssige Verbindung, durch ein Druckfügen und/oder ein Vernieten verbunden sind.
22. Kupplung nach Anspruch 19, wobei das Federelement eine Haltehülse umfasst, deren Innenmantel in Umfangsrichtung verteilt, axial verlaufende, rinnenartige
Vertiefungen aufweist, wobei jede der Vertiefungen zum Aufnehmen eines Federbauteils vorgesehen ist.
23. Kupplung nach Anspruch 22, wobei das Federbauteil als ein längsgeschlitzter Rohrkörper ausgebildet ist, in dessen Mittenbereich über eine querschnittsmäßige Hälfte des Rohrkörpers hinausgehend die Rohrwandung weggenommen ist.
24. Kupplung nach Anspruch 23, wobei für ein Eingreifen in den Längsschlitz des Federbauteils der Grund der Vertiefung mit einem radial vorstehenden, sich axial erstreckenden Fortsatz ausgebildet ist.
25. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei das Federelement spanlos hergestellt ist.
26. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei das Federelement oder wenigstens Teile davon aus einem ungehärteten Stahlband oder -blech geformt ist, das einer Formgebung nachfolgend gehärtet ist.
27. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei das Federelement oder wenigstens Teile davon aus einem gehärteten Stahlband oder -blech, insbesondere einem Federstahlband hergestellt ist.
28. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei das Federelement ringar- tig mit oder ohne einen Axialschlitz ausgebildet ist.
29. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei das Anschlusselement und das zugehörige Wellenteil einstückig und/oder materialeinheitlich ausgebildet sind.
30. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei wenigstens eines der Anschlusselemente wenigstens im Bereich der Ein- oder Ausbauchung mit einer, insbesondere die Gleitreibung beeinflussenden Beschichtung versehen ist.
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