WO2010037538A1 - Elastischer gelenkkörper - Google Patents

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WO2010037538A1
WO2010037538A1 PCT/EP2009/007029 EP2009007029W WO2010037538A1 WO 2010037538 A1 WO2010037538 A1 WO 2010037538A1 EP 2009007029 W EP2009007029 W EP 2009007029W WO 2010037538 A1 WO2010037538 A1 WO 2010037538A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
joint body
bushing
schiingenpakete
axially
central axis
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/007029
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc Brandl
Wolfgang Nindel
Joachim Reihle
Thomas Ochsenkuehn
Josef Stubenrauch
Bernd Scheper
Juergen Leinfelder
Original Assignee
SGF SüDDEUTSCHE GELENKSCHEIBENFABRIK GMBH & CO. KG
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Filing date
Publication date
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Priority to AU2009300112A priority Critical patent/AU2009300112B2/en
Priority to US13/121,707 priority patent/US8663022B2/en
Priority to JP2011529476A priority patent/JP2012504735A/ja
Priority to CN200980138837.XA priority patent/CN102171475B/zh
Publication of WO2010037538A1 publication Critical patent/WO2010037538A1/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
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/78—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic disc or flat ring, arranged perpendicular to the axis of the coupling parts, different sets of spots of the disc or ring being attached to each coupling part, e.g. Hardy couplings
    • 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
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/60—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising pushing or pulling links attached to both parts
    • F16D3/62—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising pushing or pulling links attached to both parts the links or their attachments being elastic

Definitions

  • the present invention relates to a shaft-type elastic joint body for pivotally connecting two shaft portions to a plurality of bushings circumferentially arranged at predetermined angular intervals with respect to a center axis of the joint body, a plurality of loop packets, each of the loop packets being two wraps adjacent bushes and each bush is wrapped by at least two Schiingenveren, arranged for lo axial guidance of the plurality of Schiingenwovene on at least one socket support means, and a rubber-elastic sheath into which the Schiingenwovene, the support means and the sockets are at least partially embedded.
  • joint bodies are known from the prior art and disclosed, for example, in DE 37 34 089 A1.
  • this document describes an elastic joint body in which collars are pressed in the axial direction for axial support of the loop packages.
  • the collars have an L-shaped profile and are axially immovable and non-rotatable by pressing
  • support elements are provided around the bushes around.
  • the support elements are immovably and rotationally fixed connected to their associated socket and extend perpendicular to the central axis of the socket. 5
  • DE 104 40 854 A discloses a flexible disc in which the filament wound around each two adjacent coil-like body.
  • the equiaxed coil-like bodies are seated on a bush whose flanged edges hold mudguards. In order to prevent spreading of the cover plates of the bobbin, o these are curved.
  • the individual thread windings are connected to one another in such a way that the convex curvatures of the cover disks point outward, so that the abutting cover disks of the coil bodies are concavely arched and support one another at their outer edge. 5
  • US 1,531,999 A US Pat.
  • EP 1 302 686 A2 and EP 1 469 218 Al show elastic joint bodies in which bushes are looped around by Schiingen packages. which, however, lags behind the documents described above in their relevance.
  • the support elements are first pressed onto the jacks and then wrapped the Schiingenaftere on the jacks.
  • the manufacturing process for the above known from the prior art joint body is therefore relatively expensive.
  • the support elements must be pressed onto the bushes to then bring the Schiingene in the areas between two support elements or to be able to wrap.
  • an elastic joint body of the type described in which the support means has two attachable to one of the bushes, axially outer collar elements, at least two of the create Schiingename leading, between these Schiingenveren at least one axially inner substantially level intermediate disc is provided on one of the bushes, which is arranged at an angle oblique to the central axis of the bushing.
  • the term "outlet area” is understood to mean the area in which the loop packages run from one bushing in the direction of the next bushing wrapped around them. Due to the improved load capacity of the thread packages, larger overall torques can be transmitted with constant dimensioning.
  • the elastic joint body can be built smaller dimensioned with constant torque absorption.
  • space can be saved in a drive train of a motor vehicle.
  • the obliquely arranged on the sockets of the joint body according to the invention slices arranged the different forces claimed Schiingenmus of train and pressure path effectively separated, so that friction effects between the Schiingen iten from lo the same materials can be avoided.
  • the manufacturing process can be significantly simplified and accelerated by the elastic joint body according to the invention compared to the manufacturing process of the known from the prior art joint body, since the step of i5 pressing the inner support elements is omitted on the bushings in the joint body according to the invention. Rather, the washers are placed with play on the respective socket and align themselves during the manufacturing process in optimal skew. A targeted positioning in a desired position during the injection molding with elastomer is not required. Also, no need
  • the at least one washer with such a game on the bushing angeord- 5 net is that it assumes an angle on the socket, with which it is inclined to the axis of one of the sockets.
  • the radial clearance between a central opening of the intermediate disk and the outer peripheral surface of the associated bushing is in the range from 0.01 mm to 1.5 mm, in particular from 0.05 mm to 0, 1 mm.
  • the play between the bushing and the at least one intermediate disk arranged on this bushing is designed, for example according to the invention, in such a way that Before the vulcanization, the washers are ideally inclined to the central axis of the associated bushing.
  • the inclination of the intermediate disks between the individual Schiingenpakten is fixed during vulcanization with elastomer, and thus pers pers pers for the entire life of the Gelenkkör- invention, with displacements of the elastomer are performed about at cardanic stress on the joint body with.
  • resulting from the inclination of the intermediate discs sections increased compression of the Schiingen ite.
  • the at least one intermediate disc is integrally formed with the associated bush, wherein the intermediate disc is at an angle oblique to the central axis of the bushing having. This also allows the desired support effects in the outlet area of the Schiingenwovene reach.
  • each bushing is surrounded by three Schlingenpa- keten, wherein a middle Schiingenb two axially inner intermediate discs are assigned, which are arranged at an angle oblique to the central axis of the bush, and wherein between the axially inner intermediate discs and the axially outer collar elements two Schiingene are provided.
  • the two intermediate discs are also at an acute angle to each other, that is, they do not run parallel to each other.
  • the Schiingenb between the two axially inner intermediate discs is loaded to train, whereas the two axially outer Schiingene between the axially inner intermediate discs and the axially outer collar elements are subjected to pressure.
  • This embodiment of the invention provides that the axially inner intermediate discs extend at an angle to the axis of the associated sleeve, that they approach each other in the outlet region of the outer Schiingenwovene and to the nearest to them the axially outer collar elements.
  • the axially inner intermediate discs in the peripheral region of their associated bushing continuously reduce the cross section of the axially outer loop packets and the middle loop packet in the direction of the next loop wrapped around by the respective loop package.
  • the axially outer pressure-loaded Schiingenwovene lo are continuously compressed by the axially outer collar elements and the axially inner shims to their respective outlet area, whereas the middle loaded train on Schiingenb is continuously compressed by the two axially inner shims in the outlet area.
  • the largest compression of the loop packages is always at the outer edge section of the intermediate disks.
  • the washers 2o are formed rigid. This can be achieved by suitable choice of material and dimensioning.
  • the axially outer collar elements are fixedly connected to one of the bushings, in particular by pressing.
  • the axially outer collar elements may have a collar shape, a U-shape, an L-shape or a disc shape.
  • the invention further relates to a shaft assembly having an elastic joint body described above.
  • FIG. 1 is a perspective view of a bushing with a support device according to the invention
  • Figure 2 is a front view of a socket with a support device according to the invention.
  • 3a, 3b are perspective views of a socket with the inventive support means and supported by this Schiingeneveren;
  • Fig. 4 is a plan view of a bushing with the support means.
  • Fig. 5 is a sectional view of the support means along the section line IV-IV of Fig. 4 and
  • Fig. 6 is a partially cutaway plan view of a joint body according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the support device 10.
  • the support device 10 is arranged on a bushing 12 and comprises two axially outer collar elements 14, 16 and two axially inner intermediate discs 18, 20.
  • the outer collar elements 14, 16 are fixed to the bush 12 applied by press fit. It can be seen in Fig. 1 further that the intermediate discs 18, 20 extend obliquely to the central axis M of their associated bush 12.
  • Fig. 2 shows a front view of the support means 10, from which in turn the outer collar members 14, 16 and the inclined axially inner intermediate discs 18, 20 recognizes.
  • the axially inner intermediate discs 18, 20 are arranged with such an inclination to the central axis M of the bushing 12 that they approach each other in some areas to each other and on the other at their opposite portion to the nearest them to the axially outer collar elements 14, 16 approach.
  • the intermediate discs 18, 20 are formed with a central opening through which the bushing 12 extends.
  • the central opening is dimensioned larger than the outer diameter of the bush 12.
  • the central opening may also be elliptical.
  • the inclined washers 18, 20 can also be formed integrally with the bush 12.
  • FIGS. 3 a and 3 b show perspective views of the support device 10 with the loop assemblies 22, 24 and 26 guided and supported by the support device 10.
  • Figures 3a and 3b show that the thrust loaded outer loop packages 22 and 26 are guided between the axially outer collar members 14, 16 and the intermediate discs 18, 20, i. the Schiingenb 22 between the outer collar member 14 and the washer 18 and the Schiingend 26 between the collar member 16 and the washer 20.
  • the middle loaded on train Schiingentext 24 by the two obliquely to the central axis M of the bushing 12 extending washers 18, 20 led. Prevent the washers 18, 20, which rub the Schiingene each other.
  • the largest compression of the Schiingenwovene 22, 24, 26 is thus in each case at the outer radius of the intermediate discs 18, 20 before.
  • the intermediate disks 18, 20 reduce the cross section of the outer pressure-loaded loop packages 22, 26 in cooperation with the outer collar elements 14, 16 to the outlet region, whereas the cross section of the loop package 24 loaded with tension is only limited by the inclined position the intermediate discs 18, 20 is specified.
  • the intermediate discs 18, 20 and the bushes 12 are designed with such a game to each other that they are in the Production of the joint body, ie, during the positioning of the Schiingenwovene 22, 24, 26, before the vulcanization oblique to the central axis M of the bushes 12.
  • the two washers 18, 20 are pushed onto the bushing 12, whereupon the intermediate discs 18, 20 make obliquely through the game.
  • the intermediate discs Due to the play between the intermediate disc 18, 20 and the bushing 12, the intermediate discs are movable on the bush, whereby the intermediate discs 18, 20, to some extent according to various factors, such as material hardness of the Schiingename and the number of filament windings of the individual Schlingenpa- kete, adapt or freely adjust.
  • the Schlingenpake- te 22, 26 are pushed onto the socket 12.
  • the inclination of the intermediate discs 18, 20 is permanently fixed by the elastomer composition, that is "frozen" in the elastomer composition.
  • the Schiingenwovene 22, 24, 26 thus experience a recognizable in Figs. 3a and 3b continuous compression in the outlet region A of the bushing 12, i. in the direction of the next of the respective Schiingenzig 22, 24, 26 looped socket. Due to this continuous compression of the loop packs 22, 24, 26 in the region in which the loop packs 22, 24, 26 run out in the direction of the next bush 12 to be wrapped around, a self-optimizing support effect results. This means that it is precisely this region of the loop packs 22, 24, 26, which is heavily loaded during cardanic stresses, that is reinforced by the increased compression of the loop packs. This support effect makes it possible to harmonize the specific loading of the individual thread windings of the loop packs 22, 24, 26.
  • the compression of the loop packs 22, 24, 26 makes the region in which the loop packs 22, 24, 26 have the greatest forces , the most reinforced. Furthermore, looping packages 22, 24, 26 with a larger number of thread windings can be used by the section-wise compression of the loop packages 22, 24, 26 by means of the intermediate disks 18, 20, whereby the service life and the torque absorption of the joint body can be increased.
  • FIG. 5 shows that the intermediate discs 18, 20 separate the differently loaded ski packages 22, 24, 26 from each other and avoid frictional effects between the shoe packages 22, 24, 26 of the same materials.
  • FIG. 6 shows a partially cut-away plan view of an elastic joint body 30 according to the invention with six bushes 12 surrounded by a rubber-elastic casing 32.
  • the bushes 12 are arranged in the circumferential direction with respect to a central axis M at predetermined angular intervals of the joint body 30.
  • the collar elements 14 on the bushes 12 which are arranged for the axial support of the Schiingenwovene 22.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elastischen Gelenkkörper für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit einer Mehrzahl von Buchsen (12), die in Umfangsrichtung in vorbestimmten Winkelabständen bezüglich einer Mittelachse des Gelenkkörpers angeordnet sind, einer Mehrzahl von Schlingenpaketen (22, 24, 26), wobei jedes Schlingenpaket (22, 24, 26) jeweils zwei benachbarte Buchsen (12) umschlingt und jede Buchse (12) von wenigstens zwei Schlingenpaketen (22, 24, 26) umschlungen wird, einer zur axialen Führung der Mehrzahl der Schlingenpakete (22, 24, 26) auf wenigstens einer der Buchse angeordneten Stützeinrichtung (10) und einer gummielastischen Ummantelung, in die die Schlingenpakete (22, 24, 26), die Stützeinrichtung (10) und die Buchsen (12) zumindest teilweise eingebettet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Stützeinrichtung (10) zwei auf einer der Buchsen (12) anbringbare, axial äußere Bundelemente (14, 16) aufweist, an die sich zumindest zwei der zu führenden Schlingenpakete (22, 24, 26) anlegen, wobei zwischen diesen Schlingenpaketen (22, 24, 26) zumindest eine axial innere Zwischenscheibe (18, 20) auf einer der Buchsen (12) angeordnet ist, die in einem Winkel schräg zur Mittelachse (M) der Buchse (12) angeordnet ist.

Description

Elastischer Gelenkkörper
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elastischen Gelenkkörper für eine Wellenan- 5 Ordnung zum gelenkigen Verbinden zweier Wellenabschnitte mit einer Mehrzahl von Buchsen, die in Umfangsrichtung in vorbestimmten Winkelabständen bezüglich einer Mittelachse des Gelenkkörpers angeordnet sind, einer Mehrzahl von Schlingenpake- ten, wobei jedes Schiingenpaket jeweils zwei benachbarte Buchsen umschlingt und jede Buchse von wenigstens zwei Schiingenpaketen umschlungen wird, einer zur lo axialen Führung der Mehrzahl der Schiingenpakete auf wenigstens einer Buchse angeordneten Stützeinrichtung, und einer gummielastischen Ummantelung, in die die Schiingenpakete, die Stützeinrichtungen und die Buchsen zumindest teilweise eingebettet sind.
i5 Derartige Gelenkkörper sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in DE 37 34 089 Al offenbart. In der Beschreibungseinleitung beschreibt dieses Dokument einen elastischen Gelenkkörper, bei dem zur axialen Abstützung der Schlin- genpakete in axialer Richtung Kragen aufgepresst sind. Die Kragen weisen ein L- förmiges Profil auf und werden durch Aufpressen axial unverschiebbar und drehfest
2o mit der Buchse verbunden. Zur axialen Führung bzw. Abstützung der einzelnen Schiingenpakete, die die Buchsen umschlingen, sind um die Buchsen herum Stützelemente vorgesehen. Die Stützelemente werden unbeweglich und drehfest mit der ihnen zugeordneten Buchse verbunden und verlaufen senkrecht zur Mittelachse der Buchse. 5
Ferner offenbart DE 104 40 854 A eine Gelenkscheibe, bei der die Fadenwickel je zwei benachbarte spulenartige Körper umschlingen. Die gleichachsigen spulenartigen Körper sitzen auf einer Buchse, deren außen umgebördelte Ränder Schutzbleche halten. Um ein Spreizen der Deckscheiben der Spulenkörper zu verhindern, sind o diese gewölbt ausgebildet. Die einzelnen Fadenwickel werden derart miteinander verbunden, dass die konvexen Wölbungen der Deckscheiben nach außen zeigen, so dass die aneinander anliegenden Deckscheiben der Spulenkörper konkav gewölbt sind und sich gegenseitig an ihrem äußeren Rand abstützen. 5 Zum weiteren Stand der Technik wird auf die Dokumente US 1,531,999 A,
EP 1 302 686 A2 und EP 1 469 218 Al verwiesen. Auch diese Dokumente zeigen elastische Gelenkkörper, in denen Buchsen von Schiingenpaketen umschlungen sind, die allerdings in ihrer Relevanz hinter den vorstehend beschriebenen Dokumenten zurückbleiben.
Bei der Herstellung dieses Gelenkkörpers werden zuerst die Stützelemente auf die Buchsen aufgepresst und anschließend die Schiingenpakete auf die Buchsen gewickelt. Der Herstellungsprozess für den voranstehenden aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkkörper ist daher relativ aufwendig. Zuerst müssen die Stützelemente auf die Buchsen aufgepresst werden, um danach die Schiingenpakete in die Bereiche zwischen zwei Stützelemente einbringen oder wickeln zu können.
Derzeit gehen bei der Entwicklung derartiger Gelenkkörper die Bemühungen auch dahin, diese in Hinblick auf die durch die stetig steigenden Motorleistungen zunehmenden, mechanischen Belastungen auszulegen und deren Lebensdauer weiter zu erhöhen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elastischen Gelenkkörper der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, der bei gleicher Dimensionierung den gestiegenen Anforderungen an die Drehmomentübertragung gerecht wird und gleichzeitig eine Erhöhung der Lebensdauer möglich macht, sowie den Herstellungsprozess ver- einfacht.
Diese Aufgabe wird durch einen elastischen Gelenkkörper der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei dem die Stützeinrichtung zwei auf einer der Buchsen anbringbare, axial äußere Bundelemente aufweist, an die sich zumindest zwei der zu führenden Schiingenpakete anlegen, wobei zwischen diesen Schiingenpaketen zumindest eine axial innere im wesentlichen ebene Zwischenscheibe auf einer der Buchsen vorgesehen ist, die in einem Winkel schräg zur Mittelachse der Buchse angeordnet ist.
Durch die Verwendung einer Stützeinrichtung bei dem erfindungsgemäßen elasti- sehen Gelenkkörper mit wenigstens einer axial innen liegenden Zwischenscheibe, die - bezüglich ihrer Erstreckungsebene - in einem Winkel schräg zur Mittelachse der Buchse angeordnet sind, findet im Auslaufbereich der Schiingenpakete aus der Buchse eine verstärkte Komprimierung der Schiingenpakete statt, wodurch die Schlingen- pakete höhere Belastungen aufnehmen können und damit einhergehend die Lebensdauer des Gelenkkörpers erhöht werden kann. Unter Auslaufbereich ist in diesem Zusammenhang der Bereich zu verstehen, in dem die Schiingenpakete von der einen Buchse in Richtung der nächsten von ihnen umschlungenen Buchse laufen. Durch die verbesserte Belastbarkeit der Fadenpakete können bei gleichbleibender Dimensionierung insgesamt größere Drehmomente übertragen werden. Gleichsam kann bei gleichbleibender Drehmomentaufnahme der elastische Gelenkkörper kleiner dimensioniert gebaut werden. Mit dem erfindungsgemäßen elastischen Gelenkkörper 5 kann somit Bauraum in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingespart werden. Zudem werden durch die auf den Buchsen des erfindungsgemäßen Gelenkkörpers schräg angeordneten Zwischenscheiben die mit unterschiedlichen Kräften beanspruchten Schiingenpakete von Zugstrecke und Druckstrecke wirksam voneinander getrennt, so dass Reibungswirkungen zwischen den Schiingenpaketen aus lo gleichen Materialien vermieden werden können.
Der Herstellungsprozess kann durch den erfindungsgemäßen elastischen Gelenkkörper verglichen mit dem Herstellungsprozess des aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkkörpers deutlich vereinfacht und beschleunigt werden, da der Schritt des i5 Aufpressens der inneren Stützelemente auf die Buchsen bei dem erfindungsgemäßen Gelenkkörper entfällt. Vielmehr werden die Zwischenscheiben mit Spiel auf die jeweilige Buchse aufgesetzt und richten sich während des Fertigungsverfahrens in optimaler Schrägstellung selbst aus. Eine gezielte Positionierung in einer Sollposition während des Umspritzens mit Elastomer ist nicht erforderlich. Auch müssen keine
20 Vorkehrungen, wie etwa Kragen, an den Zwischenscheiben zur Positionierung vorgesehen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Zwischenscheibe mit einem derartigen Spiel auf der Buchse angeord- 5 net ist, dass sie auf der Buchse einen Winkel einnimmt, mit dem sie zur Achse einer der Buchsen geneigt ist. In diesem Zusammenhang kann bei einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass das radiale Spiel zwischen einer zentralen Öffnung der Zwischenscheibe und der Außenumfangsfläche der zugeordneten Buchse im Bereich von 0,01 mm bis 1,5 mm, insbesondere von 0,05 mm bis 0,1 mm liegt. o Durch das Spiel zwischen der Zwischenscheibe und der Buchse werden die Zwischenscheiben sozusagen „schwimmend" auf der Buchse angeordnet. Dadurch können sich die Zwischenscheiben in gewissen Maße an verschiedene Faktoren, wie z.B. Materialhärte der Schiingenpakete und die Anzahl der Fadenwicklungen der einzelnen Schiingenpakete während der Fertigung, anpassen bzw. frei einstellen. 5
Das Spiel zwischen der Buchse und der zumindest einen auf dieser Buchse angeordneten Zwischenscheibe ist beispielsweise gemäß der Erfindung derart ausgelegt, dass sich die Zwischenscheiben vor der Vulkanisation ideal schräg zur Mittelachse der zugeordneten Buchse anstellen. Die Schrägstellung der Zwischenscheiben zwischen den einzelnen Schiingenpakten wird während der Vulkanisation mit Elastomer fixiert, und bleibt damit für die gesamte Lebensdauer des erfindungsgemäßen Gelenkkör- pers dauerhaft erhalten, wobei Verlagerungen des Elastomers etwa bei kardanischer Beanspruchung des Gelenkkörpers mit vollzogen werden. Wie bereits erwähnt, ergibt sich durch die Schrägstellung der Zwischenscheiben abschnittsweise eine verstärkte Komprimierung der Schiingenpakete. Aufgrund dieser kontinuierlichen Komprimierung der Schiingenpakete im Auslaufbereich der Schiingenpakete von den Buchsen, in dem die Schiingenpakete in Richtung der nächsten zu umschlingenden Buchse auslaufen, ergibt sich ein selbst optimierender Stützeffekt. Dies bedeutet, das gerade dieser bei kardanischen Beanspruchungen stark belastete Bereich der Schlingenpake- te durch die erhöhte Komprimierung der Schiingenpakete verstärkt wird. Durch diesen Stützeffekt kann die spezifische Belastung der einzelnen Fadenwicklungen der Schiingenpakete harmonisiert werden.
Alternativ zu der voranstehend beschriebenen Ausführungsform mit einem Spiel zwischen der Zwischenscheibe und der zugeordneten Buchse kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zumindest eine Zwischen- scheibe einstückig mit der zugeordneten Buchse ausgebildet ist, wobei die Zwischenscheibe einen Winkel schräg zur Mittelachse der Buchse aufweist. Auch dadurch lassen sich die gewünschten Stützeffekte im Auslaufbereich der Schiingenpakete erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird jede Buchse von drei Schlingenpa- keten umschlungen, wobei einem mittleren Schiingenpaket zwei axial innenliegende Zwischenscheiben zugeordnet sind, die in einem Winkel schräg zur Mittelachse der Buchse angeordnet sind, und wobei zwischen den axial inneren Zwischenscheiben und den axial äußeren Bundelementen zwei Schiingenpakete vorgesehen sind. Die beiden Zwischenscheiben stehen auch in einem spitzen Winkel zueinander, das heißt sie verlaufen nicht parallel zueinander. Bevorzugt ist vorgesehen, dass im Betrieb des elastischen Gelenkkörpers das Schiingenpaket zwischen den beiden axial innenliegenden Zwischenscheiben auf Zug belastet wird, wohingegen die beiden axial äußeren Schiingenpakete zwischen den axial innenliegenden Zwischenscheiben und den axial äußeren Bundelementen auf Druck belastet werden. Diese Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die axial innenliegenden Zwischenscheiben in einem derartigen Winkel zur Achse der zugeordneten Buchse verlaufen, dass sie sich im Auslaufbereich der äußeren Schiingenpakete aneinander und an das zu ihnen nächstliegende der axial äußeren Bundelemente annähern. Dabei
5 kann vorgesehen sein, dass die axial innenliegenden Zwischenscheiben im Umfangs- bereich der ihnen zugeordneten Buchse dem Querschnitt der axial äußeren Schlin- genpakete und des mittleren Schiingenpakets in Richtung der nächsten von dem jeweiligen Schiingenpaket umschlungenen Buchse kontinuierlich verkleinern. Mit anderen Worten werden die axial äußeren auf Druck belasteten Schiingenpakete lo durch die axial äußeren Bundelemente und die axial inneren Zwischenscheiben zu ihrem jeweiligen Auslaufbereich hin kontinuierlich komprimiert, wohingegen das mittlere auf Zug belastete Schiingenpaket durch die beiden axial inneren Zwischenscheiben im Auslaufbereich kontinuierlich komprimiert wird. Dadurch liegt die größte Komprimierung der Schiingenpakete jeweils am äußeren Randabschnitt der Zwi- i5 schenscheiben vor.
Um eine unerwünschte Deformation der Zwischenscheiben während des Herstellungsprozesses oder im Betrieb des elastischen Gelenkkörpers möglichst zu vermeiden, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Zwischenscheiben 2o biegesteif ausgebildet sind. Dies kann durch geeignete Materialwahl und Dimensionierung erreicht werden.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die axial äußeren Bundelemente fest mit einer der Buchsen, insbesondere durch Aufpressen, verbunden sind. Ferner kann 5 in diesem Zusammenhang vorgesehen sein , dass die axial äußeren Bundelemente eine Kragenform, eine U-Form, eine L-Form oder eine Scheibenform aufweisen können.
Die Erfindung betrifft ferner eine Wellenanordnung mit einem voranstehend be- 0 schriebenen elastischen Gelenkkörper.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar: 5 Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Buchse mit einer erfindungsgemäßen Stützeinrichtung; Fig. 2 eine Vorderansicht einer Buchse mit einer erfindungsgemäßen Stützeinrichtung;
Fig. 3a, 3b perspektivische Ansichten einer Buchse mit der erfmdungsgemäßen Stützeinrichtung und den durch diese abgestützten Schiingenpaketen;
Fig. 4 eine Draufsicht einer Buchse mit der Stützeinrichtung; und
Fig. 5 eine Schnittansicht der Stützeinrichtung entlang der Schnittlinie IV-IV aus Fig. 4 und
Fig. 6 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf einen Gelenkkörper gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Stützeinrichtung 10. Die Stützeinrichtung 10 ist auf einer Buchse 12 angeordnet und umfasst zwei axial äußere Bundelemente 14, 16 und zwei axial innenliegende Zwischenscheiben 18, 20. Die äußeren Bundelemente 14, 16 sind auf die Buchse 12 fest durch Presssitz aufgebracht. Man erkennt in Fig. 1 weiter, dass die Zwischenscheiben 18, 20 schräg zur Mittelachse M der ihnen zugeordneten Buchse 12 verlaufen.
Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der Stützeinrichtung 10, aus der man wiederum die äußeren Bundelemente 14, 16 und die schräg gestellten axial inneren Zwischenscheiben 18, 20 erkennt. Die axial innenliegenden Zwischenscheiben 18, 20 sind mit einer derartigen Schrägstellung zur Mittelachse M der Buchse 12 angeordnet, dass sie sich zum Einen bereichsweise aneinander annähern und zum Anderen an ihrem entgegengesetzten Abschnitt an das zu ihnen nächstliegende der axial äußeren Bundelemente 14, 16 annähern.
Hierzu ist zu erwähnen, dass die Zwischenscheiben 18, 20 mit einer zentralen Öffnung ausgebildet sind, durch die die Buchse 12 verläuft. Die zentrale Öffnung ist größer dimensioniert als der Außendurchmesser der Buchse 12. Gegebenenfalls kann die zentrale Öffnung auch elliptisch ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich, dass zwischen den Zwischenscheiben 18, 20 und der zugeordneten Buchse 12 ein Spiel vor- gesehen ist, so dass sich die Zwischenscheiben 18,20 während des
Herstellungsprozesses eines Gelenkkörpers schräg zur Mittelachse M der Buchse 12 stellen. AIs Alternative zu dem Spiel zwischen der Buchse 12 und den Zwischenscheiben 18, 20, können die schräg gestellten Zwischenscheiben 18, 20 aber auch einstückig mit der Buchse 12 ausgebildet werden.
Die Figuren 3a und 3b zeigen perspektivische Ansichten der Stützeinrichtung 10 mit den durch die Stützeinrichtung 10 geführten bzw. abgestützten Schiingenpaketen 22, 24 und 26.
So zeigen die Figuren 3a und 3b, dass die auf Schub belasteten äußeren Schlingen- pakete 22 und 26 zwischen den axial äußeren Bundelementen 14, 16 und den Zwischenscheiben 18, 20 geführt werden, d.h. das Schiingenpaket 22 zwischen dem äußeren Bundelement 14 und der Zwischenscheibe 18 und das Schiingenpaket 26 zwischen dem Bundelement 16 und der Zwischenscheibe 20. Im Gegensatz dazu wird das mittlere auf Zug belastete Schiingenpaket 24 durch die beiden schräg zur Mittelachse M der Buchse 12 verlaufenden Zwischenscheiben 18, 20 geführt. Die Zwischenscheiben 18, 20 verhindern, das die Schiingenpakete aneinander reiben.
Ferner erkennt man aus Fig. 3a und 3b, wie die axial inneren Zwischenscheiben 18, 20 die Schiingenpakete 22, 24, 26 abschnittsweise komprimieren, d.h. den Querschnitt der Schiingenpakete 22, 24, 26 im Auslaufbereich A von der Buchse 12 in Richtung der nächsten nicht gezeigten von den Schiingenpaketen 22, 24, 26 umschlungenen Buchse kontinuierlich verkleinern. Wie bereits erwähnt, ist unter dem Auslaufbereich A in diesem Zusammenhang der Bereich zu verstehen, in dem die Schiingenpakete sich von der einen Buchse in Richtung zur nächsten von ihnen umschlungenen Buchse weg erstrecken.
Die größte Komprimierung der Schiingenpakete 22, 24, 26 liegt somit jeweils am Außenradius der Zwischenscheiben 18, 20 vor. Mit anderen Worten verkleinem die Zwischenscheiben 18, 20 den Querschnitt der äußeren auf Druck belasteten Schlin- genpakete 22, 26 unter Zusammenwirkung mit den äußeren Bundelementen 14, 16 zum Auslaufbereich hin, wohingegen der Querschnitt des auf Zug belasteten Schlin- genpakets 24 nur durch die Schrägstellung der Zwischenscheiben 18, 20 vorgegeben wird.
Wie voranstehend bereits beschrieben, werden die Zwischenscheiben 18, 20 und die Buchsen 12 mit einem derartigen Spiel zueinander ausgelegt, dass sie sich bei der Herstellung des Gelenkkörpers, d.h. während des Positionierens der Schiingenpakete 22, 24, 26, vor der Vulkanisation schräg zur Mittelachse M der Buchsen 12 anstellen. Mit anderen Worten werden bei der Herstellung zuerst das Schiingenpaket 24 und anschließend die beiden Zwischenscheiben 18, 20 auf die Buchse 12 aufgeschoben, woraufhin sich die Zwischenscheiben 18, 20 durch das Spiel schräg anstellen. Aufgrund des Spiels zwischen den Zwischenscheibe 18, 20 und der Buchse 12 sind die Zwischenscheiben auf der Buchse beweglich, wodurch sich die Zwischenscheiben 18, 20, in gewissen Maße entsprechend verschiedenen Faktoren, wie z.B. Materialhärte der Schiingenpakete und die Anzahl der Fadenwicklungen der einzelnen Schlingenpa- kete, anpassen bzw. frei einstellen können. Im Anschluss werden die Schlingenpake- te 22, 26 auf die Buchse 12 aufgeschoben. Bei der nun folgenden Vulkanisation wird die Schrägstellung der Zwischenscheiben 18, 20 wird durch die Elastomermasse dauerhaft fixiert, das heißt in der Elastomermasse „eingefroren".
Die Schiingenpakete 22, 24, 26 erfahren somit eine in den Fig. 3a und 3b erkennbare kontinuierliche Komprimierung im Auslaufbereich A der Buchse 12, d.h. in Richtung der nächsten von dem jeweiligen Schiingenpaket 22, 24, 26 umschlungenen Buchse. Aufgrund dieser kontinuierlichen Komprimierung der Schlingenpakete 22, 24, 26 in dem Bereich, in dem die Schlingenpakete 22, 24, 26 in Richtung der nächsten zu umschlingenden Buchse 12 auslaufen, ergibt sich ein selbst optimierender Stützeffekt. Dies bedeutet, dass gerade dieser bei kardanischen Beanspruchungen stark belastete Bereich der Schlingenpakete 22, 24, 26 durch die erhöhte Komprimierung der Schlingenpakete verstärkt wird. Dieser Stützeffekt ermöglicht eine Harmonisierung der spezifischen Belastung der einzelnen Fadenwicklungen der Schlingenpakete 22, 24, 26. Mit anderen Worten wird durch die Komprimierung der Schlingenpakete 22, 24, 26 der Bereich, in dem die Schlingenpakete 22, 24, 26 die größten Kräfte aufzunehmen haben, am meisten verstärkt. Ferner können durch die abschnittsweise Komprimierung der Schlingenpakete 22, 24, 26 mittels der Zwischenscheiben 18, 20 Schlingenpakete 22, 24, 26 mit einer größeren Anzahl von Fadenwicklungen verwen- det werden, wodurch die Lebensdauer und die Drehmomentaufnahme des Gelenkkörpers erhöht werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht der Stützeinrichtung 10 mit der Buchse 12, dem äußeren Bundelement 14 sowie dem auf Druck belasteten Schiingenpaket 22 und dem auf Zug belasteten Schiingenpaket 24. Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV aus Hg. 4. Wiederum erkennt man die Buchse 12 mit den äußeren Bundelementen 14, 16 sowie die Zwischenscheiben 18, 20. Ferner erkennt man deutlich, dass das mittlere auf Zug belastete Schiingenpaket 24 durch die Zwischenscheiben 18, 20 eine kontinuierliche 5 Verkleinerung des Querschnitts erfährt. Die größte Komprimierung des Querschnitts des Schiingenpakets 24 liegt im Auslaufbereich A des Schiingenpakets 24 am Außenradius der Zwischenscheiben 18, 20 vor.
Darüber hinaus erkennt man in Fig. 5, dass die axial äußeren auf Druck belasteten lo Schiingenpakete 22, 26 zwischen den schräg gestellten Zwischenscheiben 18, 20 und den äußeren Bundelementen 14, 16 komprimiert werden. Wiederum liegt die größte Komprimierung im Auslaufbereich A der Schiingenpakete 22, 26 am Außenradius der Zwischenscheiben 18, 20 vor.
i5 Zudem zeigt Fig. 5, dass die Zwischenscheiben 18, 20 die mit unterschiedlichen Kräften beanspruchten Schiingenpakete 22, 24, 26 voneinander trennen und Reibungswirkungen zwischen den Schiingenpaketen 22, 24, 26 aus gleichen Materialien vermieden werden.
2o Fig. 6 zeigt eine teilweise aufgebrochene Draufsicht eines erfindungsgemäßen elastischen Gelenkkörpers 30 mit sechs von einer gummielastischen Ummantelung 32 umgebenen Buchsen 12. Die Buchsen 12 sind in Umfangsrichtung bezüglich einer Mittelachse M in vorbestimmten Winkelabständen des Gelenkkörpers 30 angeordnet. In dem in der Zeichnung aufgeschnitten dargestellten Bereich des Gelenkkörpers 30 5 gemäß Fig. 6 erkennt man die Bundelemente 14 an den Buchsen 12, die zur axialen Abstützung der Schiingenpakete 22 angeordnet sind.
Aus Fig. 6 erkennt man zudem, das eine einzelne Buchse 12 jeweils von mehreren Schiingenpaketen 22, 24 und 26 (siehe Fig, 3a, 3b) umschlungen ist. Dabei kann o vorgesehen sein, dass das Schiingenpaket 24 im in eine Wellenanordnung eingebauten Zustand des Gelenkkörpers 30 durch eine Zugkraft beansprucht wird, während die Schiingenpakete 22 und 26 jeweils auf Druck bzw. Schub belastet werden.
5

Claims

Patentansprüche
1. Elastischer Gelenkkörper (30) für eine Wellenanordnung zum gelenkigen Ver- 5 binden zweier Wellenabschnitte mit
- einer Mehrzahl von Buchsen (12), die in Umfangsrichtung in vorbestimmten Winkelabständen bezüglich einer Mittelachse des Gelenkkörpers angeordnet sind,
- einer Mehrzahl von Schiingenpaketen (22, 24, 26), wobei jedes Schlingenpa- lo ket (22, 24, 26) jeweils zwei benachbarte Buchsen (12) umschlingt und jede
Buchse (12) von wenigstens zwei Schiingenpaketen (22, 24, 26) umschlungen ist,
- einer zur axialen Führung der Mehrzahl der Schiingenpakete (22, 24, 26) auf wenigstens einer Buchse (12) angeordneten Stützeinrichtung (10), und i5 - einer gummielastischen Ummantelung, in die die Schiingenpakete (22, 24,
26), die Stützeinrichtungen (10) und die Buchsen (12) zumindest teilweise eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (10) zwei auf einer der Buchsen (12) anbringbare, axial äußere Bundelemente (14, 16) aufweist, an die sich zumin- 20 dest zwei der zu führenden Schiingenpakete (22, 24, 26) anlegen, wobei zwischen diesen Schiingenpaketen (22, 24, 26) zumindest eine axial innere Zwischenscheibe (18, 20) auf einer der Buchsen (12) vorgesehen ist, die in einem Winkel schräg zur Mittelachse (M) der Buchse (12) angeordnet ist. 5 2. Gelenkkörper (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zwischenscheibe (18, 20) mit einem derartigen Spiel auf der Buchse (12) angeordnet ist, dass sie auf der Buchse (12) einen Winkel einnimmt, mit dem sie zur Achse (M) einer der Buchsen (12) geneigt ist. 0
3. Gelenkkörper (30) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Spiel zwischen der zumindest einen Zwischenscheibe (18, 20) und der zugeordneten Buchse (12) im Bereich von 0,01 mm bis 1,5 mm, insbesondere von 0,05 mm bis 0,1 mm, liegt. 5
4. Gelenkkörper (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zwischenscheibe (18, 20) einstückig mit der zugeordneten Buchse (12) ausgebildet ist, wobei die Zwischenscheibe 5 (18, 20) einen Winkel schräg zur Mittelachse (M) der Buchse (12) aufweist.
5. Gelenkkörper (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Buchse (12) von drei Schiingenpaketen (22, 24, 26) umschlungen ist, wobei einem mittleren Schiingenpaket (24) zwei axial innenlie- lo gende Zwischenscheiben (18, 20) zugeordnet sind, die in einem Winkel schräg zur Mittelachse (M) der Buchse (12) angeordnet sind, und wobei zwischen den axial inneren Zwischenscheiben (18, 20) und den axial äußeren Bundelementen (14, 16) zwei Schiingenpakete (22, 26) vorgesehen sind.
i5
6. Gelenkkörper (30) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axial innenliegenden Zwischenscheiben (18, 20) in einem derartigen Winkel zur Mittelachse (M) der zugeordneten Buchse (12) verlaufen, dass sie sich aneinander und an das zu ihnen nächstliegende der axial äußeren Bundelemente (14, 16) annähern.
20
7. Gelenkkörper (30) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axial innenliegenden Zwischenscheiben (18, 20) im Umfangsbereich der ihnen zugeordneten Buchse (12) den Querschnitt der axial äußeren Schiingenpakete (22, 26) und des mittleren Schiingenpakets (24) in Richtung 5 der nächsten von dem jeweiligen Schiingenpaket (22, 24, 26) umschlungenen Buchse (12) kontinuierlich verkleinern.
8. Gelenkkörper (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheiben (18, 20) biegesteif ausgebildet 0 sind.
9. Gelenkkörper (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axial äußeren Bundelemente (14, 16) fest mit einer der Buchsen (12), insbesondere durch Aufpressen, verbunden sind. 5
10. Gelenkkörper (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axial äußeren Bundelemente (14, 16) eine Kragenform, eine U-Form, eine L-Form oder eine Scheibenform aufweisen.
11. Wellenanordnung mit einem elastischen Gelenkkörper (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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