WO2010031541A1

WO2010031541A1 - Drehmomentübertragungselement

Info

Publication number: WO2010031541A1
Application number: PCT/EP2009/006692
Authority: WO
Inventors: Rolf KÜNKEL; Walter Kornsteiner; Reinhold Lenherr
Original assignee: Ejot Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2010-03-25
Also published as: DE102008048319A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drehmomentübertragungselement mit einem Außenhülsenteil (1) und einem in das Außenhülsenteil (1) emgepassten Innenteil (10), das in dem Außenhülsenteil (1) drehbar gelagert ist, wobei ein Drehmoment in das eine Teil eingeleitet und von dem anderen Teil abgegeben wird. Das eine Teil ist mit abstehenden Vorsprüngen (4, 5) versehen, die in Ausnehmungen (12, 13) in das andere Teil hineinragen und bei Einleiten eines ein vorgegebenes Drehmoment überschreitenden Drehmoments abbrechen, wobei für die weitere Übertragung eines verminderten Drehmoments zwischen Außenhülsenteil (1) und Innenteil (10) eine Rutschkupplung vorgesehen ist.

Description

Drehmomentübertragungselement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehmomentübertragungselement mit einem Außenhülsenteil und einem in das Außenhülsenteil eingepassten Innenteil, das in dem Außenhülsenteil drehbar gelagert ist, wobei ein Drehmoment in das eine Teil eingeleitet und von dem anderen Teil abgegeben wird.

Bei einem aus der kanadischen Patentschrift 2 240 801 bekannten Verschrau- bungselement, bestehend aus einer Sechskantmutter und einer in diese eingesetzten Hülse, ist eine die gegenseitige Verdrehung dieser beiden Teile verhindernde Stiftanordnung vorgesehen, die darin besteht, dass im Berührungsbereich zwi- sehen der Mutter und der in diese eingeschobene Hülse Stifte eingesetzt sind, die bei Belastung mit einem maximalen Drehmoment abscheren und damit die Übertragung eines höheren Drehmomentes verhindern.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungselement handelt es sich darum, eine Sicherung in das Drehmomentübertragungselement einzubauen, die ebenfalls bei Überschreiten eines vorliegenden Drehmoments und ergänzend einer gegebenenfalls eintretenden Unterbrechung der Weiterleitung des Drehmomentes dafür sorgt, dass eine Schädigung von mit dem Drehmomentübertragungselement zusammenwirkenden Bauteilen wegen dieser Unterbrechung unterbleibt und in einer Art Notversorgung von an das Drehmomentübertragungselement angeschlossenen Bauteilen diesen praktisch ohne zeitliche Unterbrechung weiterhin ein Drehmoment zuführen, das für die betreffenden Bauteile von Bedeutung ist. Dieses Problem wird bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungselement dadurch gelöst, dass das eine Teil mit abstehenden Vorsprüngen versehen ist, die in Ausnehmungen in das andere Teil hineinragen und bei Einleiten eines ein vorgegebenes Drehmoment überschreitenden Drehmoments abbrechen, wobei für die weitere Übertragung eines verminderten Drehmoments zwischen Außen- hülsenteil und Innenteil eine Rutschkupplung vorgesehen ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungselement wird als Sicherung gegen eine Schädigung im Falle des Überschreitens eines vorgegebenen Drehmoments die Drehmomentübertragung durch das Abbrechen der Vorsprünge, die von dem einen Teil abstehen und in das andere Teil hineinragen, unterbro- chen, eine weitere schwächere Drehmomentübertragung aber aufrechterhalten, wozu die Rutschkupplung vorgesehen ist, die zwischen Außenhülsenteil und Innenteil wirkt und die auch bei abgebrochenen Vorsprüngen insoweit ein Drehmoment überträgt, wie die Rutschkupplung hierfür dimensioniert ist. Die in das Drehmomentübertragungselement eingebaute Rutschkupplung stellt somit eine besonders wirksame Sicherung für ein weiteres Durchleiten eines Drehmomentes dar, womit die von dem Drehmomentübertragungselement abhängigen weiteren Bauteilen zumindest teilweise ihre Funktion weiterhin ausführen können.

Für die Gestaltung der Vorsprünge gibt es mehrere Möglichkeiten. So kann man die Vorsprünge als axiale Stifte gestalten, die beide Teile verbinden. Es ist aber auch möglich, die Vorsprünge als radiale Stifte vorzusehen, die beide Teile verbinden.

Um dabei dafür zu sorgen, dass das Außenhülsenteil und sein eingepasstes Innen- teil sich axial nicht gegenseitig verschieben können, kann man die beiden Teile durch eine Nutenverriegelung gegen eine gegenseitige axiale Verschiebung sichern.

Für das von der Rutschkupplung übertragene Drehmoment ist dessen Kontaktflä- che zwischen Außenhülsenteil und Innenteil maßgebend, so dass durch Gestaltung und Größe dieser Kontaktfläche das von der Rutschkupplung übertragene Drehmoment wahlweise eingestellt werden kann.

hi den Figuren sind Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 das Außenhülsenteil in perspektivischer Sicht mit zwei stiftartigen Vorsprüngen;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Seite des Außenhülsenteils mit den her- ausragenden Stiften gemäß Figur 1 ;

Figur 3 einen Schnitt gemäß der Linie IH-III aus Figur 2;

Figur 4 das hinenteil in perspektivischer Sicht;

Figur 5 das gleiche hinenteil mit Blick auf seine Achse, die in das Außenhülsenteil gemäß den Figuren 1 bis 3 eingesetzt wird;

Figur 6 eine Draufsicht auf das hinenteil gemäß Figur 4;

Figur 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII aus Figur 6;

Figur 8 das gesamte Drehmomentübertragungselement mit in das Außenhülsenteil eingepasstem hinenteil in perspektivischer Sicht, und zwar mit dem dem Betrachter zugewandten hinenteil;

Figur 9 das Drehmomentübertragungselement gemäß Figur 8 mit dem dem Betrachter zugewandten Außenhülsenteil;

Figur 10 eine Draufsicht auf die ebene Außenfläche des Innenteils; Figur 11 einen Schnitt gemäß der Linie XI-XI aus Figur 10;

Figur 12 eine Draufsicht auf das Drehmomentübertragungselement mit radial verlaufendem Vorsprüngen;

Figur 13 einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII aus Figur 12.

In der Fig. 1 ist von dem erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungselement das Außenhülsenteil 1 in perspektivischer Sicht dargestellt, das für den Antrieb oder Abtrieb die ein Zahnrad bildende Verzahnung 2 aufweist, die in den Bund 3 übergeht, aus dem die beiden als Stifte 4 und 5 gebildeten Vorsprünge herausragen. Die Stifte 4 und 5 sind hier materielle Bestandteile des Bundes 3. Für die Aufnahme des weiter unter anhand der Figuren 4 bis 7 dargestellten Innenteils weist das Außenhülsenteil 1 die runde Bohrung 6 auf.

hi der Fig. 2 ist das das gleiche Außenhülsenteil 1 wiedergegeben, und zwar mit Blick auf den Bund 3 und die beiden aus ihm herausragenden Stifte 4 und 5. In der Mitte zwischen diesen Stiften weist das Außenhülsenteil 1 koaxial zum Bund 3 die runde Bohrung 6 auf.

Fig.3 zeigt einen Schnitt längst der Linie HI-III aus Fig. 2. Die Darstellung verdeutlicht die materielle Verbindung zwischen den Stiften 4 und 5 und dem Bund 3, wobei am Übergang zwischen den Stiften 4 und 5 und dem Bund 3 die Stifte 4 und 5 jeweils eine Schwächung 7 und 8 zeigen, um an dieser Stelle ein Abbrechen zu erleichtern, worauf weiter unten näher eingegangen wird. Fig. 3 zeigt noch in der Bohrung 6 den radial nach innen weisenden Vorsprung 9, der zur axialen Verriegelung gegenüber dem Innenteil 10 dient, was aus den Figuren 4 bis 7 und insbesondere aus dem Zusammenstellungsschnittbild gemäß Fig. 11 deutlich hervorgeht. Das zum Einschieben in die Bohrung 6 des Außenhülsenteils entsprechend gestaltete Innenteil 10 ist in den Fig. 4, 5, 6 und 7 dargestellt. Fig. 4 zeigt das Innenteil 10 in perspektivischer Sicht, und zwar mit Blick auf die Zähne 11 eines als Antrieb oder Abtrieb dienenden Zahnrades. Auf der dem Betrachter zugewandten Oberfläche 16 des Zahnrades mit den Zähnen 11 sind die beiden Locher 12 und 13 vorgesehen, die zur Aufnahme der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Stifte 4 und 5 dienen, worauf weiter unten näher eingegangen wird. Aus dem Zahnrad mit den Zähnen 11 ragt in Richtung von der dargestellten Oberfläche 16 weg die Achse 15 hervor, die, wie anhand der Fig. 9 bis 11 dargestellt, in die Bohrung 6 des Außenhülsenteils 1 eingeschoben wird und in dieser drehbar gelagert ist.

In Fig. 5 ist die im Querschnitt rechteckige Nut 14 dargestellt, die zur Aufnahme des Vorsprunges 9 (Siehe Fig. 3) dient, der bei Einsetzen in die Nut 14 eine axiale Verriegelung von Außenhülsenteil 1 und Innenteil 10 bewirkt.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die dem Betrachter zugewandte ebene Oberfläche 16 des Innenteils 10 gemäß Fig. 4, wobei die beiden Löcher 12 und 13 für die Aufnahme der in Fig. 1 und 3 dargestellten Stifte 4 und 5 dienen.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie VII-VII aus Fig. 6. Diese Schnittzeichnung zeigt die Nut 14 (siehe auch Fig. 5), in die bei zusammengesetzten Teilen der aus Fig. 3 deutlich ersichtliche Vorsprung 9 hineinragt. Die Herstellung des Vorsprungs 9 und dessen Einpassung in die Nut 14 lässt sich dadurch in einfacher Weise gestalten, dass das Außenhülsenteil 1 in einem Spritzvorgang auf das In- nenteil 10 aufgespritzt wird bzw. umgekehrt, womit sich eine genaue Anpassung von Außenhülsenteil 1 und Innenteil 10 ergibt.

In den Fig. 8 bis 13 ist die das erfindungsgemäße Drehmomentübertragungselement bildende Zusammenstellung von Außenhülsenteil 1 und Innenteil 10 wie- dergegeben. Hierzu zeigt Fig. 8 in perspektivischer Sicht eine derartige Zusammenstellung mit dem Außenhülsenteil 1 und dem Innenteil 10, wobei sich die Begriffe „innen" und „außen" auf den Bereich beziehen, in dem die Achse 15 des Innenteils 10 in die Bohrung 6 des Außenhülsenteils 1 eingesetzt ist. Diese zusammengestellte Lage zeigt deutlich die Fig. 9, die das Drehmomentübertragungselement gemäß Fig. 8 ebenfalls wiedergibt, allerdings in umgedrehter Lage, so dass der Blick gemäß Fig. 8 auf die ebene Fläche 16 des Innteils und gemäß Fig. 9 auf das von der Achse 15 durchsetzte Außenhülsenteil 1 gerichtet ist.

Bezüglich der in den Fig. 8 und 9 im Einzelnen dargestellten Bestandteile sei auf die Fig. 1 bis 7 verwiesen.

In Fig. 10 ist die Anordnung gemäß Fig. 8 mit Blick auf die ebene Fläche 16 dargestellt.

Fig. 11 zeigt den Schnitt längs der Linie XI-XI aus Fig. 10, aus dem hervorgeht, wie die Stifte 4 und 5 des Außenhülsenteils 1 in die Bohrungen 12 und 13 des Innenteils 10 hineinragen. Weiterhin ist das Zusammenspiel von Vorsprung 9 (siehe Fig. 3) und Nut 14 (siehe Fig. 7) aus Fig. 11 deutlich ersichtlich, womit gezeigt ist, wie die axiale Verriegelung von Außenhülsenteil 1 und Innenteil 10 wirkt.

Figur 13 zeigt einen Schnitt längs der Linie XHI-XIH aus Figur 12. Der Unterschied zwischen der Gestaltung gemäß den Figuren 10 und 11 und der Gestaltung in den Figuren 12 und 13 besteht darin, dass gemäß Figuren 10 und 11 axial verlaufende Stifte 4 und 5 in entsprechende Löcher 12 und 13 eindringen. Bei der Ausfuhrungsform gemäß den Figuren 12 und 13 sind die Stifte in radialer Richtung vorgesehen. Es handelt sich dabei um die Stifte 18 und 19, die in entsprechende Löcher 20 und 21 des Außenhülsenteils 1 hineinragen.

Aus Fig. 11 geht weiterhin die Bildung der Rutschkupplung hervor, die aus der Innenwandung der Bohrung 6 (siehe Fig. 3) und der Außenwandung der Achse 15 besteht. Wenn die beiden Teile, nämlich Außenhülsenteil 1 und Innenteil 10, durch Spritzgießen miteinander geformt werden, wobei das Außenhülsenteil 1 mit dem Innenteil 10 umspritzt wird, ergibt sich automatisch für die aneinander liegenden zylindrischen Oberflächen der Achse 15 und der Bohrung 6 als Kontaktfläche ein dichtes aneinander Anliegen, das eine erhebliche Reibung beim Ver- drehen der beiden Teile gegeneinander hervorruft. Das dabei auftretende Reibmoment kann weiterhin durch Wahl der betreffenden Materialien gestaltet werden, beispielsweise indem nur ein Teil aus Kunststoff besteht, und zwar dasjenige Teil, das durch das andere Teil umspritzt wird. Dabei spielt natürlich auch die Länge der aneinander anliegenden zylindrischen Oberflächen der beiden Teile eine entscheidende Rolle, denn je länger diese Flächenberührung aufgrund entsprechender Länge der beiden Teile ist, umso größer ist in der so gebildeten Rutschkupplung die Mitnahmereibung, die damit wahlweise ein entsprechendes Drehmoment übertragen kann.

Wie oben bereits dargelegt, tritt diese Rutschkupplung dann in Tätigkeit, wenn durch ein zu stark auf das Drehmomentübertragungselement wirkendes Drehmoment die beiden Stifte 4 und S abbrechen lässt, so dass in diesem Falle die Rutschkupplung in Aktion tritt und in der Lage ist, ein geringeres Drehmoment weiterhin zu übertragen, was für den Betrieb an das Drehmomentübertragungselement angeschlossene Bauteile von erheblicher Bedeutung sein kann.

Es sei noch daraufhingewiesen, dass es möglich ist, das Drehmoment entweder in das Außenhülsenteil oder in das Innenteil einzuleiten, dass beide Teile mit einer Verzahnung versehen sind. Die eine Verzahnung dient dann zur Aufnahme des Drehmomentes und die andere Verzahnung zur Abgabe bzw. umgekehrt.

Claims

Patentansprüche

1. Drehmomentübertragungselement mit einem Außenhülsenteil (1) und einem in das Außenhülsenteil (1) eingepassten Innenteil (10), das in dem Außenhülsenteil (1) drehbar gelagert ist, wobei ein Drehmoment in das eine Teil eingeleitet und von dem anderen Teil abgegeben wird, dadurch ge- kennzeichnet, dass das eine Teil mit abstehenden Vorsprüngen versehen ist, die in Ausnehmungen in das andere Teil hineinragen und bei Einleiten eines ein vorgegebenes Drehmoment überschreitenden Drehmoments abbrechen, wobei für die weitere Übertragung eines verminderten Drehmoments zwischen Außenhülsenteil (1) und Innenteil (10) eine Rutschkupp- lung vorgesehen ist.

2. Drehmomentübertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als axiale Stifte (4, 5) beide Teile verbinden.

3. Drehmomentübertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als radiale Stifte (18, 19) beide Teile verbinden.

4. Drehmomentübertragungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile durch eine Nutenverriegelung (9, 14) gegen eine gegenseitige axiale Verschiebung gesichert sind.

5. Drehmomentübertragungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mimahmemoment der Rutschkupplung durch deren Kontaktfläche bestimmt ist.