WO2017000940A1

WO2017000940A1 - Oldhamkupplung

Info

Publication number: WO2017000940A1
Application number: PCT/DE2016/200261
Authority: WO
Inventors: Richard Baier; Thomas Überall; Murat KARAÖZ
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2017-01-05
Also published as: DE102015212435A1

Abstract

Oldhamkupplung (1) zum Ausgleich eines Achsversatzes zwischen zwei parallelen Wellen, mit zwei äußeren (3) und einer mittleren Verbindungsscheibe (2), wobei die mittlere Verbindungsscheibe (2) mehrere axiale Erhebungen (6) aufweist, wobei die Erhebungen (6) in Aussparungen (5) einer der beiden äußeren Verbindungsscheiben (3) hineinragen und darin verschiebbar geführt sind.

Description

Oldhamkupplung

Die Erfindung betrifft eine Oldhamkupplung zum Ausgleich eines Achsversatzes zwi- sehen zwei parallelen Wellen, mit zwei äußeren und einer mittleren Verbindungsscheibe.

Üblicherweise wird als Werkstoff für die mittlere Verbindungsscheibe Stahl verwendet. Jedoch hat Stahl eine hohe Dichte und damit verbunden auch ein hohes Massenträg- heitsmoment. Des Weiteren ist Stahl ein vergleichsweise teurer Werkstoff.

In der DE 10 2007 049 072 A1 ist eine Oldhamkupplung offenbart, bei der die mittlere Verbindungsscheibe, auch Oldhamscheibe genannt, aus Kunststoff besteht. Die Oldhamscheibe wird mittels mehreren Bolzen, üblicherweise aus Metall, mit einer der äußeren Verbindungsscheiben verbunden. Kunststoff weist im Vergleich zu Stahl eine geringere Dichte auf, wodurch eine erhebliche Reduzierung des Massenträgheitsmoments erreicht werden kann. Jedoch kann es aufgrund der Relativbewegungen des Bolzens in der mittleren Verbindungsscheibe zum schnelleren Verschleiß kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, die Oldhamkupplung gegenüber dem Stand der Technik weiterzuentwickeln und eine nahezu verschleißfreie Kopplung zwischen mittlerer und äußerer Verbindungsscheibe zu erreichen.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Oldhamkupplung vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Bezeichnungen Verbindungsscheiben haben lediglich funktionale Bedeutung und implizieren keine Aussage über die geometrische Gestaltung. Die erfindungsgemäße Oldhamkupplung zeichnet sich dadurch aus, dass die mittlere Verbindungsscheibe mehrere axiale Erhebungen aufweist, wobei die Erhebungen in Aussparungen einer der beiden äußeren Verbindungsscheiben hineinragen und darin verschiebbar geführt sind. Vorzugsweise weist die mittlere Verbindungsscheibe zwei Erhebungen auf, die im Winkel von 180° in Umfangsrichtung zueinander angeordnet sind.

In den axialen Erhebungen ist vorzugsweise jeweils ein Verbindungselement ange- ordnet, das die mittlere mit der äußeren Verbindungsscheibe verliersicher koppelt. Hierfür können alle denkbaren und üblichen Verbindungselemente, wie beispielsweise Schrauben, Stifte, Bolzen und so weiter, verwendet werden. Die Verbindungselemente sind mit den axialen Erhebungen der mittleren Verbindungsscheibe fest verbunden, beispielsweise verschweißt, verklebt, eingepresst oder verschraubt. Des Weiteren ist es möglich, dass mehrere Verbindungselemente in einer axialen Erhebung angeordnet sind. Vorteilhaft ist es, wenn die Verbindungselemente aus Kunststoff, insbesondere Polyamid mit einem glasfaserverstärkten Anteil, wie zum Beispiel PA66 GF35, bestehen.

Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Verbindungselemente einen abgesetzten Kopf aufweisen. Der Kopf des Verbindungselements ragt vorzugsweise aus der Aussparung der äußeren Verbindungsscheibe heraus und liegt auf dessen Stirnfläche bündig an.

Ferner können die Verbindungselemente mittels eines Verbindungsstücks einteilig ausgebildet sein. Das bedeutet, dass die Verbindungselemente und das Verbindungsstück ein einziges Bauteil darstellen. Das Verbindungsstück ist hierfür vorzugsweise ringförmig ausgebildet, wobei sich die Verbindungselemente von einer Stirnseite aus axial erstrecken. Des Weiteren ist das Verbindungsstück so angeordnet, dass es auf der von der mittleren Verbindungsscheibe abgewandten Stirnseite der äußeren Verbindungsscheibe bündig anliegt. Vorzugsweise besteht die mittlere Verbindungsscheibe aus Kunststoff, insbesondere thermoplastische Kunststoffe, wie zum Beispiel Polyoxymethylen (POM) oder schwin- gungsdämpfendes Polyamid. Es sind jedoch alle Kunststoffe mit einer hohen Festig- keit, Härte und Steifigkeit verwendbar.

Vorzugsweise weist die äußere Verbindungsscheibe, in welcher die Erhebungen geführt sind, eine unrunde Wälzkörperlaufbahn auf.

Des Weiteren sind die Aussparungen der äußeren Verbindungsscheibe beispielsweise als Langlöcher ausgebildet, wobei die Langlöcher radial nach innen offen sind. Ferner können die Aussparungen auch eine Rechteckform aufweisen mit oder ohne abgerundeten Ecken.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:

Figur 1 eine beispielhafte Ausführungsform einer mittleren und einer ersten äußeren Verbindungsscheibe einer Oldhamkupplung in Vorderansicht

Figur 2 die Ausführungsform aus Fig. 1 mit nur einem eingefügten Verbindungselement in Rückansicht,

Figur 3 die Ausführungsform aus Fig. 1 in Schnittansicht

Figur 4 die Ausführungsform aus Fig. 1 in perspektivischer Rückansicht Figur 5 eine weitere Ausführungsform mit einteilig ausgebildeten Verbindungselementen in perspektivischer Rückansicht.

In den Fig. 1 bis Fig. 4 ist eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Oldhamkupplung 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Oldhamkupplung 1 wird vorzugsweise in einem elektrischen Nockenwellenversteller eines Verbrennungsmotors verwendet. Der allgemeine Aufbau sowie die Funktion der Oldhamkupplung 1 sind in dem eingangs zitierten Stand der Technik beschrieben.

Die Oldhamkupplung 1 weist eine mittlere Verbindungsscheibe 2 und zwei äußere Verbindungsscheiben 3 auf. Die zweite äußere Verbindungsscheibe, die auch als Antriebselement bezeichnet wird, ist nicht dargestellt.

Die erste äußere Verbindungsscheibe 3 ist als unrunder, elliptischer Lagerinnenring ausgebildet und weist am Außendurchmesser eine Wälzkörperlaufbahn 4 auf. Auf der Wälzkörperlaufbahn 4 rollen als Kugeln ausgebildete und hier nicht dargestellte Wälzkörper ab. Des Weiteren weist die erste äußere Verbindungsscheibe 3 zwei radial nach innen verlaufende und nach innen hin offene Aussparungen 5 auf. Die Ausspa- rungen 5 sind gemäß der Fig. 2 in einem Winkel von 180° in Umfangsrichtung zueinander angeordnet.

Die mittlere Verbindungsscheibe 2 weist auf einer Stirnseite zwei axiale Erhebungen 6 auf, die in Umfangsrichtung einen Winkel von 180° einschließen. Des Weiteren sind die mittlere 2 und die äußere Verbindungsscheibe 3 derart angeordnet, dass die axialen Erhebungen 6 in die Aussparungen 5 der äußeren Verbindungsscheibe 3 eingreifen. Das bedeutet, dass die Form der axialen Erhebungen 6 der Form der Aussparungen 5 entspricht. Die Länge L der axialen Erhebungen 6 ist kleiner als die Breite B der ersten äußeren Verbindungsscheibe 3, so dass die axialen Erhebungen 6 nicht über die erste äußere Verbindungsscheibe 3 herausragen. ln den axialen Erhebungen 6 ist jeweils eine Bohrung 7 vorhanden, in der ein Verbin- dungselement 8 eingebracht und somit mit der mittleren Verbindungsscheibe 2 fest verbunden ist. Die Verbindungselemente 8 weisen einen Schaft 9 und einen Kopf 10 auf, wobei der Querschnitt des Kopfes 10 größer ist als der Querschnitt des Schafts 9. Der Kopf 10 des Verbindungselements 8 liegt bündig auf der zur mittleren Verbindungsscheibe 2 abgewandten Stirnseite der ersten äußeren Verbindungsscheibe 2. Dadurch wird die mittlere Verbindungsscheibe 2 mit der ersten äußeren Verbindungsscheibe 3 verliersicher gekoppelt.

Des Weiteren weist die mittlere Verbindungsscheibe 2 zwei Ausnehmungen 11 auf, die ebenfalls zueinander in Umfangsrichtung einen Winkel von 180° einschließen. Die Ausnehmungen 11 sind zur Aufnahme der zweiten äußeren Verbindungsscheibe vorgesehen und sind abwechselnd mit den axialen Erhebungen 6 in Umfangsrichtung in jeweils einem Winkel von 90° angeordnet. Außerdem sind die Ausnehmungen 11 ge- mäß Fig. 1 als Langlöcher ausgebildet. Unter Langlöcher werden längliche Bohrungen verstanden, deren Rechteckform an zwei gegenüberliegenden Seiten durch Halbkreise abgeschlossen ist. Dabei entspricht der Durchmesser der Halbkreise der Breite des Langlochs. Die Aussparungen 5 der ersten äußeren Verbindungsscheibe 5 hingegen weisen eine rechteckige Form auf, wobei die Ecken abgerundet sind.

In der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Oldhamkupplung 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der Unterschied zur bereits beschriebenen Ausführungsform aus den Fig. 1 bis Fig. 4 stellen die Verbindungselemente 8 dar. Die Verbindungselemente 8 sind mittels eines Verbindungsstücks 12 miteinander verbunden, so dass die Verbindungselemente 8 und das Verbindungsstück 12 ein einziges Bauteil darstellen. Das Verbindungsstück 12 ist ringförmig ausgebildet und liegt auf der zur mittleren Verbindungsscheibe 2 abgewandten Stirnseite der ersten äußeren Verbindungsscheibe 2 bündig auf. Die Form des Verbindungsstücks 12 entspricht der Form der äußeren Verbindungsscheibe 3, die, wie bereits beschrieben, eine unrunde, ellip- tische Kontur aufweist. Bezugszeichenliste

1 Oldhamkupplung

2 mittlere Verbindungsscheibe

3 erste äußere Verbindungsscheibe

4 Wälzkörperlaufbahn

5 Aussparung an der ersten äußeren Verbindungsscheibe

6 axiale Erhebung

7 Bohrung

8 Verbindungselement

9 Schaft des Verbindungselements

10 Kopf des Verbindungselements

1 1 Ausnehmung an der mittleren Verbindungsscheibe

12 Verbindungsstück

L Länge der axialen Erhebung in axialer Richtung

B Breite der ersten äußeren Verbindungsscheibe

Claims

Patentansprüche

1 . Oldhamkupplung (1 ) zum Ausgleich eines Achsversatzes zwischen zwei parallelen Wellen, mit zwei äußeren (3) und einer mittleren Verbindungsscheibe (2), dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Verbindungsscheibe (2) mehrere axiale Erhebungen (6) aufweist, wobei die Erhebungen (6) in Aussparungen (5) einer der beiden äußeren Verbindungsscheiben (3) hineinragen und darin verschiebbar geführt sind.

2. Oldhamkupplung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in den axialen Erhebungen (6) jeweils ein Verbindungselement (8) angeordnet ist, das die mittlere (2) mit der äußeren Verbindungsscheibe (3) verliersicher koppelt.

3. Oldhamkupplung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (8) mit den axialen Erhebungen (6) verschweißt sind.

4. Oldhamkupplung (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (8) einen abgesetzten Kopf (10) aufweisen.

5. Oldhamkupplung (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (8) mittels eines Verbindungsstücks (12) einteilig ausgebildet sind.

6. Oldhamkupplung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (12) ringförmig ausgebildet ist.

7. Oldhamkupplung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Verbindungsscheibe (2) aus Kunststoff besteht.

8. Oldhamkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Verbindungsscheibe (3), in welcher die Erhebungen (6) geführt sind, eine unrunde Wälzkörperlaufbahn (4) aufweist.

9. Oldhamkupplung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (5) der äußeren Verbindungsscheibe (3) als Langlöcher ausgebildet sind.

10. Oldhamkupplung (1 ) nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselennente (8) aus Kunststoff bestehen.