WO2023052498A1

WO2023052498A1 - Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: WO2023052498A1
Application number: PCT/EP2022/077109
Authority: WO
Inventors: Jürgen SEEMANN; Alexander Grüdl; Michael Watzek
Original assignee: Dr. Schneider Kunststoffwerke Gmbh; Johnson Electric International AG
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2023-04-06
Also published as: DE202021105279U1; DE112022003285A5; CN117980616A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung zur koaxialen Verbindung eines Antriebsrads (1) und eines Antriebshebels (2). Der Antriebshebel besitzt eine Kopplungseinheit (3) und das Antriebsrad eine Aufnahmeöffnung (4), wobei die Kopplungseinheit des Antriebhebels mittels eines Verbindungsmittels (5) in der Aufnahmeöffnung verbindbar ist.

Description

Antriebsvorrichtung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Stand der Technik

Aus der DE 202017 102 534 U1 ist eine Teleskopsäule mit wenigstens zwei linear gegeneinander beweglichen Teleskopelementen bekannt. Weiterhin ist eine mit einem ersten der Teleskopelemente verbundene Antriebseinheit vorhanden, wobei über ein Verbindungselement die von der Antriebseinheit erzeugte Kraft auf das zweites der Teleskopelemente übertragbar ist.

Aus der DE 19908 934 A1 ist eine Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle bekannt. Es ist insbesondere ein Drehflügelversteller mit einem Stator bekannt, der von der Kurbelwelle vorzugsweise über ein Zugmittel und über ein Antriebsrad angetrieben wird. Weiterhin sind Mittel zu einer lösbaren Drehfixierung, vorzugsweise in Form eines axial verschiebbaren Fixierstifts vorhanden. Aus der DE 3838 118 A1 ist ein Befestigungselement zum Verankern an einem flächigen Werkstück bekannt. Es ist am flächigen Werkstück eine Öffnung in dessen polygonaler Außenfläche vorhanden, in die eine Buchse eingefügt ist. An einem Ende der Buchse ist ein Flansch angeformt. Die Länge der Buchse ist größer als die Länge der Öffnung, in die die Buchse bis zum Aufsetzen des Flansches auf der Fläche einsteckbar ist. Die Form der Öffnung im Werkstück entspricht der polygonalen Außenfläche. Die Buchse weist eine zylindrische Innenbohrung auf. Beim Eindrehen eines gewindeformenden Werkzeuges oder einer Schraube mit einschneidender und Material verdrängender Wirkung wird das Muttergewinde gebildet und die Mutter radial aufgeweitet, wobei die Mutter im Bereich der Öffnung an das Werkstück angelegt und außerhalb der Öffnung diese hintergreifend aufgeweitet wird.

Aus der DE 102012 206 257 A1 ist eine Anordnung zur Befestigung einer Rolle, insbesondere einer Kurvenrolle bekannt. Die Rolle ist in einer Aufnahme einer Anschlusskonstruktion, mit einer Achse drehbar gelagert. Die Achse weist zum Eingreifen in die Aufnahme der Anschlusskonstruktion einen Zapfen auf. Zudem ist zumindest ein Befestigungselement vorgesehen, das in die Achse axial einschraubbar ist und an einer Spannverbindung mit dem Zapfen zusammenwirkt. Durch das Einschrauben des Befestigungselements wird der Zapfen und Befestigungselement an der Spannverbindung axial verspannt, wobei die Spannverbindung in der Aufnahme aufgeweitet wird.

Nachteilig nach dem Stand der Technik ist, dass es aufwändig ist, eine koaxiale Verbindung zwischen einem Antriebsrad und einem Antriebshebel über eine Kopplungseinheit herzustellen, welche in eine Öffnung des Antriebsrads einfügbar ist und außerdem das Antriebsrad mit den Antriebshebel kraft und/oder formschlüssig verbunden wird. Weiterhin ist nicht das Spiel zwischen dem Antriebsrad und dem Antriebshebel einfach einstellbar gestaltbar, wobei zugleich eine drehmomentbegrenzende Wirkung erzielt wird.

Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung den vorgenannten Nachteil des Standes der Technik zu überwinden.

Lösung

Diese Aufgabe wird anhand der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung zur koaxialen Verbindung eines Antriebsrads und eines Antriebshebels, wobei der Antriebshebel eine Kopplungseinheit besitzt, welche in eine Aufnahmeöffnung des Antriebsrads einfügbar ist. Die Kopplungseinheit des Antriebhebels ist mittels eines mittig und axial zur Aufnahmeöffnung des Antriebsrads verlaufenden und in der Kopplungseinheit angeordneten Verbindungsmittels in der Aufnahmeöffnung des Antriebsrads kraftschlüssig und formschlüssig verbindbar.

Durch das Verbindungsmittel und den Kraft- und Formschluss kann zum einen ein mögliches Spiel zwischen dem Antriebsrad und dem Antriebshebel kompensierbar ausgestaltet oder aber vollständig unterbunden werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungsmittel eine Schraube ist, die beim Eindrehen mit materialverdrängender Wirkung ein Gewinde in der Kopplungseinheit und/oder dem Antriebsrad ausbildet und die Kopplungseinheit direkt oder indirekt in der Aufnahmeöffnung radial aufweitet.

Dadurch wird durch die materialverdrängende Wirkung der Schraube ein Kraftschluss zwischen der Kopplungseinheit und der Aufnahmeöffnung erzeugt. Durch die Ausbildung des Verbindungsmittels als Schraube und der Ausbildung eines Gewindes beim Eindrehen wird außerdem ermöglicht, die Schraube später nachzuziehen oder zu wechseln und zugleich wird eine reversible Verbindung zwischen der Kopplungseinheit und der Aufnahmeöffnung ermöglicht, sodass sowohl das Antriebsrad wie auch der Antriebshebel nach dem Zusammenbau lösbar miteinander verbunden sind und ein späterer Austausch möglich ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebsrad an seinem äußeren Rand Zähne aufweist. Damit kann das Antriebsrad mit weiteren Zahnrädern mechanisch kontaktiert bzw. gekoppelt werden. Alternativ sind andere Antriebsformen denkbar, wie bspw. Riemen, Ketten oder andere Hebel und Kulissen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung des Antriebsrads mittig im oder am Antriebsrad angeordnet ist.

Durch die mittige Anordnung der Aufnahmeöffnung erfolgt eine gleichmäßige Übertragung der Drehbewegung des Antriebshebels auf das Antriebsrad. Die Drehbewegung des Antriebshebels um die Achse der Aufnahmeöffnung des Antriebsrads wird gleichmäßig auf das Antriebsrad übertragen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung nur an einer Seite des Antriebsrads angeordnet ist bzw. eine Öffnung aufweist und/oder dass die Aufnahmeöffnung an das Antriebsrad angeformt oder in dieses eingeformt ist.

Durch die Anordnung der Aufnahmeöffnung an einer Seite des Antriebs ist es möglich, das Antriebsrad flach und in relativer Nähe zu anderen Komponenten in eine größere Vorrichtung einzubauen bzw. das Antriebrad selbst schmal auszugestalten. Durch die Anordnung und die damit verbundene mögliche Dimensionierung der Aufnahmeöffnung kann auf entsprechende mechanische Anforderungen das Antriebsrad und insbesondere die Aufnahmeöffnung angemessen dimensioniert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung des Antriebsrads als Sackloch, auch Blindbohrung genannt, ausgeführt ist.

Durch diese Ausgestaltung wird verhindert, dass die Kopplungseinheit bzw. die in der Kopplungseinheit angeordnete Schraube bzw. das Verbindungsmittel durch das Antriebsrad selbst hindurchgreifen kann und damit andere Komponenten der Antriebsvorrichtung beschädigt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung die Form eines Vielecks oder eines nichtkonvexen oder konvexen regelmäßigen Polygons besitzt.

Durch die Wahl der Ausgestaltung der Aufnahmeöffnung und deren Form ist es möglich auf die auftretenden mechanischen Kräfte der Antriebsvorrichtung die Aufnahmeöffnung zu dimensionieren und zugleich zu verhindern, dass andere Bauelemente als der zu gehörige Antriebshebel mit dessen Kopplungseinheit in die Aufnahmeöffnung einsetzbar sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung eine Sternform oder die Form eines Tetragons, eines Pentagons, eines Hexagons, eines Heptagons, eines Oktogons, eines Nonagons, eines Dekagons oder eines Hendekagons oder eines Dodekagons besitzt. Durch diese Wahl der Form der Aufnahmeöffnung ist eine besonders optimierende Kraftübertragung zwischen dem Antriebshebel und dem Antriebsrad möglich.

Es sind alternativ zu regelmäßigen Polygonen oder Sternformen auch asymmetrische oder unregelmäßige Formen denkbar, die sodann nur eine Einbaurichtung ermöglichen. Dadurch kann nach dem Prinzip des „Poka Yoke" die Winkelstellung zwischen Antriebsrad und Antriebshebel festgelegt werden und die Anordnung der Bauteile bei Montage erfolgt immer fehlerfrei und gleichartig.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Erfindung vorgesehen, dass die Kopplungseinheit im Querschnitt gesehen eine Form besitzt, die kongruent zur Form der Aufnahmeöffnung ist oder eine Form besitzt, die formschlüssig in die Aufnahmeöffnung einfügbar ist.

Somit ist gewährleistet, dass nur der Antriebshebel mit der entsprechenden Kopplungseinheit die Form besitzt, die in die Form der Aufnahmeöffnung einfügbar ist, und nur diese formschlüssig in die Aufnahmeöffnung eingefügt werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinheit von mindestens zwei Gehäusewänden gebildet ist.

Dadurch kann eine Aufweitung der Kopplungseinheit erfolgen und die Form der Kopplungseinheit an die Form der Aufnahmeöffnung angepasst werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinheit mittels der Schraube mit dem Antriebsrad in der Aufnahmeöffnung reibschlüssig verbunden ist.

Durch die Wahl einer reibschlüssigen Verbindung zwischen Antriebsrad und Antriebshebel kann eine Rutschkupplung realisiert werden, da nur Drehmomente bis zu einer den Reibschluss nicht überschreitenden Drehmomenteinwirkung direkt übertragen werden. Bei einer höheren Drehmomenteinwirkung wird dieses nicht mehr auf das Antriebsrad übertragen, sondern die Kopplungseinheit rutscht in der Aufnahmeöffnung durch.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinheit über die mindestens zwei Gehäusewände mittels der Schraube kraft- und/oder formschlüssig in der Aufnahmeöffnung fixierbar ist.

Damit werden die Gehäusewände, wenn die Schraube materialverdrängend zwischen die Gehäusewände der Kopplungseinheit eingeschraubt wird und diese in der Aufnahmeöffnung eingefügt sind, nach außen in der Aufnahmeöffnung an diese gepresst und somit die Kopplungseinheit über die Gehäusewände in der Aufnahmeöffnung arretiert und geklemmt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinheit eine Durchgangsöffnung besitzt, in welcher die Schraube einfügbar ist und dass in der Durchgangsöffnung eine die Durchgangsöffnung verjüngende Stufe vorhanden ist, auf welcher der Schraubenkopf der Schraube aufliegt, sodass beim Einschrauben der Schraube diese die verjüngende Stufe der Kopplungseinheit aufweitet und die Kopplungseinheit in der Aufnahmeöffnung verklemmt bzw. verkeilt.

Die einzuführende Schraube liegt mit dem Schraubenkopf auf der verjüngenden Stufe, welche die Durchgangsöffnung verschmälert, auf und wenn die Schraube eingeschraubt wird, verdrängt der Schraubenkopf das Material dieser verjüngenden Stufe in Richtung der Aufnahmeöffnung und verklemmt bzw. verkeilt die Kopplungseinheit in der Aufnahmeöffnung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Durchgangsöffnung der Kopplungseinheit ein Hohlniet eingefügt ist, wobei das Schraubengewinde durch das Hohlniet passt, jedoch der Schraubenkopf auf dem Hohlniet aufliegt, sodass beim Einschrauben der Schraube diese das Hohlniet quetscht und das gequetschte Hohlniet die Kopplungseinheit aufweitet und in der Aufnahmeöffnung verklemmt.

Die einzuführende Schraube liegt mit dem Schraubenkopf auf dem Hohlniet, welche in der Durchgangsöffnung liegt, auf und wenn die Schraube eingeschraubt wird, verdrängt bzw. quetscht der Schraubenkopf das Material der Hohlniet und drückt mittels diesem die Kopplungseinheit auseinander bzw. weitet die Kopplungseinheit in Richtung der Aufnahmeöffnung auf und verklemmt bzw. verkeilt die Kopplungseinheit in der Aufnahmeöffnung.

Es kann in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung anstelle eines Hohlniets auch ein Niet zum Einsatz kommen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Durchgangsöffnung der Kopplungseinheit eine Buchse oder ein Zwischenfutter eingelegt ist, wobei das Schraubengewinde durch die Buchse oder das Zwischenfutter passt, jedoch der Schraubenkopf auf der Buchse oder dem Zwischenfutter aufliegt, sodass beim Einschrauben der Schraube diese die Buchse oder das Zwischenfutter quetscht und die gequetschte Buche oder das gequetschte Zwischenfutter die Kopplungseinheit aufweitet und in der Aufnahmeöffnung verklemmt.

Die einzuführende Schraube liegt mit dem Schraubenkopf auf der Buchse bzw. dem Zwischenfutter, welche bzw. welches in der Durchgangsöffnung liegt, auf und wenn die Schraube eingeschraubt wird, verdrängt bzw. quetscht der Schraubenkopf das Material der Buchse bzw. des Zwischenfutters und drückt mittels diesem die Kopplungseinheit auseinander bzw. weitet die Kopplungseinheit in Richtung der Aufnahmeöffnung auf und verklemmt bzw. verkeilt die Kopplungseinheit in der Aufnahmeöffnung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Durchgangsöffnung Finnen angeordnet sind, dass die Finnen symmetrisch zueinander in der Durchgangsöffnung derart angeordnet sind und das Schraubengewinde zwischen den Finnen hindurch passt, jedoch der Schraubenkopf auf den Finnen aufliegt, so dass beim Einschrauben der Schraube dieser die Finnen quetscht und die gequetschten Finnen die Kopplungseinheit aufweiten und in der Aufnahmeöffnung verklemmen.

Die einzuführende Schraube liegt mit dem Schraubenkopf auf den Finnen, welche in der Durchgangsöffnung angeordnet sind, auf. Das Schraubengewinde passt zwischen den Finnen hindurch. Wenn nun die Schraube eingeschraubt wird, verdrängt bzw. quetscht der Schraubenkopf die Finnen und drückt mittels diesen die Kopplungseinheit auseinander bzw. weitet die Kopplungseinheit in Richtung der Aufnahmeöffnung auf und verklemmt bzw. verkeilt die Kopplungseinheit in der Aufnahmeöffnung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schraube einen konischen Schraubenkopf aufweist, der beim Eindrehen der Schraube die Kopplungseinheit aufspreizt und in der Aufnahmeöffnung verklemmt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch das beim Eindrehen der Schraube verwendete Drehmoment die Intensität des Kraftschlusses zwischen der Kopplungseinheit des Antriebshebels und der Aufnahmeöffnung der Kopplungseinheit einstellbar und variierbar ist.

Über das Drehmoment, das zum Einschrauben der Schraube verwendet wird, wird die Kraft vorgegeben, mittels welcher die Kopplungseinheit in der Aufnahmeöffnung verklemmt wird. Mit je mehr Drehmoment die Schraube eingedreht wird, desto mehr wird die Kopplungseinheit verformt, was dann dazu führt, dass die Kraft, mit der die Kopplungseinheit in der Aufnahmeöffnung verklemmt wird, größer wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigt:

FIG. 1 eine perspektivische Darstellung einer Antriebsvorrichtung bestehend aus einem Antriebsrad und einem Antriebshebel.

FIG. 2 einen Schnitt durch eine Antriebsvorrichtung;

FIG. 3 einen Schnitt durch einen Antriebshebel; FIG. 4 eine perspektivische Darstellung eines

Antriebshebels;

FIG. 5 einen Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel;

FIG. 6 einen Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel;

FIG. 7 einen Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel;

FIG. 8 einen Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel;

FIG. 9 einen Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel;

FIG. 10 einen Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel; und

FIG. 11 einen Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel.

In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In FIG. 1 ist eine Kopplungsanordnung dargestellt, die aus einem Antriebsrad 1 und einem Antriebshebel 2 besteht. Die Kopplungsanordnung verbindet das Antriebsrad 1 und den Antriebshebel 2 koaxial. Das Antriebsrad 1 weist eine Aufnahmeöffnung 4 auf, die mittig im oder am Antriebsrad 1 angeordnet ist.

In der Ausgestaltung nach FIG. 1 ist die Aufnahmeöffnung 4 an einer Seite des Antriebsrads 1 zentral mittig am Antriebsrad 1 angeordnet und steht seitlich in einem rechten Winkel von diesem ab und überragt an dieser Seite das Antriebsrad 1. Die Aufnahmeöffnung 4 durchläuft das Antriebsrad 1 nicht. Das Antriebsrad 1 ist auf der der Aufnahmeöffnung 4 gegenüberliegenden Seite geschlossen und bildet dort eine glatte Materialebene aus. Die Aufnahmeöffnung 4 ist als eine Art Sackloch, auch als Blindlochbohrung bezeichnet, in das Antriebsrad 1 eingebracht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung 4 das Antriebsrad 1 vollständig durchläuft. Die Aufnahmeöffnung 4 ist damit von jeder Seite des Antriebsrads 1 zugänglich.

Die Aufnahmeöffnung 4 weist eine Öffnung 7 auf, welche die Form eines Vielecks oder eines nichtkonvexen oder konvexen regelmäßigen Polygons besitzt. In der Ausgestaltung nach FIG. 1 bildet die Öffnung 7 eine Sternform aus.

Der Antriebshebel 2 weist an seiner Drehachse eine Kopplungseinheit 3 auf. Mit der Kopplungseinheit 3 ist der Antriebshebel 2 mit dem Antriebsrad 1 verbindbar.

Die Kopplungseinheit 3 ist in die Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 einsetzbar. Es ist die äußere Form der Kopplungseinheit 3 so ausgestaltet, dass diese in die Öffnung

7 der Aufnahmeöffnung 4 einfügbar ist. Die Kopplungseinheit 3 des Antriebshebels 2 greift in die Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1.

Die Kopplungseinheit 3 des Antriebshebels 2 kommt mittig und axial zur Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 in der Aufnahmeöffnung 4 zu liegen und wird, nachdem die Kopplungseinheit 3 in der Aufnahmeöffnung 4 eingefügt ist, mittels eines Kopplungsmittels, das in FIG. 1 nicht dargestellt ist, in der Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden.

Eine Drehbewegung des Antriebsrads 1 um seine Drehachse, welche durch dessen Aufnahmeöffnung 4 läuft, wird auf den Antriebshebel 2 durch die in der Aufnahmeöffnung 4 eingeklemmten bzw. fixierten Kopplungseinheit 3 übertragen und versetzen den Antriebshebel 2 in eine Drehbewegung.

Durch die kraftschlüssig und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Kopplungseinheit 3 des Antriebshebels 2 und der Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 wird ein Spiel, das vorhanden ist, wenn das Antriebsrad 1 mit der Kopplungseinheit 3 in die Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrad 1 eingefügt ist, kompensiert bzw. minimiert, da die Kopplungseinheit 3 in der Aufnahmeöffnung 4 fixiert bzw. arretiert wird.

Diese Fixierung bzw. Arretierung erfolgt mittels eines Verbindungsmittels (nicht in FIG. 5 dargestellt), das eine Kraft auf die Kopplungseinheit 3 ausübt, wenn diese in der Aufnahmeöffnung 4 liegt und damit den Kraftschluss herbeiführt.

Das Antriebsrad 1 ist in der Ausgestaltung nach FIG. 1 als Zahnrad ausgebildet und weist an seinem äußeren Rand Zähne 6 auf. Somit kann das Antriebsrad 1 seine Drehbewegung auf andere Bauteile, die in die Zähne 6 greifen, übertragen.

In FIG. 2 ist ein Schnitt durch eine Kopplungsanordnung dargestellt.

Die Kopplungsanordnung besteht wiederum aus dem Antriebsrad 1 und dem Antriebshebel 2. Der Antriebshebel 2 mit der Kopplungseinheit 3 ist in die Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 eingebracht. Als Verbindungsmittel ist eine Schraube 5 vorgesehen. Die Schraube 5 ist in die Durchgangsöffnung 9 der Kopplungseinheit 3 eingefügt. Die Schraube 5 ist eine Materialschneidschraube, sodass diese beim Einschrauben in das Material des Antriebsrad 1 sich in dieses hineinschneidet, unter Ausbildung eines Gewindes im Material. Durch die Kraft, mit der die Schraube 5 eingedreht wird, wird die Kopplungseinheit 3 kraft- und/oder formschlüssig gegen die Innenseite der Aufnahmeöffnung 4 gedrückt. In der Ausführung nach FIG. 2 ist die Aufnahmeöffnung 4 nicht durch das Antriebsrad 1 hindurch verlaufend vorgesehen, sondern es handelt sich um ein Art Sackloch. Die Schraube 5 schraubt sich materialschneidend ein Gewinde ausbildend mittels des Schraubengewindes 5-2 in das Material des Antriebsrads 1. Damit befestigt die Schraube 5 die Kopplungseinheit 3 und damit den Antriebshebel 2 im Antriebsrad 1.

Die Durchgangsöffnung 9 in der Kopplungseinheit 3 weist eine Materialstufe 10 auf, d.h. die Durchgangsöffnung 9 verjüngt sich. Der Schraubenkopf 5-1 der Schraube 5 liegt beim Einschrauben der Schaube 5 auf der Stufe 10 auf und durch weiteres Einschrauben wird der Schraubenkopf 5-1, der in der Durchgangsöffnung 9 des Antriebshebels 2 liegt, und auf der Materialstufe 10 aufliegt, auf die Stufe 10 gedrückt und das Antriebsrad 1 über die Schreibe 5 angezogen. Die Schraube 5 mit dem Schraubenkopf 5-1 liegt in der Durchgangsöffnung 9 des Antriebshebel 2 und presst bzw. verklemmt beim weiteren Einschrauben der Schraube 5 die Kopplungseinheit 3 in der Aufnahmeöffnung 4. Die Kraft bzw. das Drehmoment, mit der die Schraube 5 eingeschraubt wird, definiert zugleich die Kraft bzw. das Drehmoment, mit der bzw. dem die Aufnahmeöffnung 4 auf die Kopplungseinheit 3 gepresst wird. Hierbei entsteht ein Kraftschluss zwischen der Aufnahmeöffnung 4 und der Kopplungseinheit 3. Der Kraftschluss zwischen der Kopplungseinheit 3 und der Aufnahmeöffnung 4 ist reversibel. Die Schraube 5 kann nachgezogen oder auch wieder herausausgedreht werden, und es kann der Antriebshebel 2 und das Antriebsrad 1 wieder getrennt werden.

In FIG. 3 ist ein Schnitt durch den in FIG.1 gezeigten Antriebshebel dargestellt.

Der Antriebshebel 1 weist eine Durchgangsöffnung 9 mit einer Materialstufe 10 auf. Wenn die Schraube (in FIG. 3 nicht dargestellt) auf der Stufe 10 aufliegt und die Schraube weiter eingedreht wird, so wird durch die ausgeübt Kraft in Richtung der Schraubrichtung der Schraube die Kopplungseinheit 3 und insbesondere die Wände 8 (siehe auch FIG. 2), die die Kopplungseinheit 3 bilden, nach außen gedrückt und so wird die Kopplungseinheit 3, im eingesetzten Zustand des Antriebshebels 2 im Antriebsrad 1 (in FIG. 3 nicht dargestellt), in der Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 (nicht in FIG. 3 dargestellt) verklemmt bzw. kraftschlüssig gehalten bzw. arretiert bzw. fixiert.

Beim Eindrehen einer gewindeformenden Schraube mit einschneidender und/oder Material verdrängender Wirkung wird ein Muttergewinde gebildet und zugleich die so gebildete Mutter radial aufgeweitet. Diese vom Grundgedanken einer solchen Gewindeverbindung entstehenden Verdrängungskraft wird in der vorliegenden Erfindung bewusst ausgenutzt, um die Kopplungseinheit 3 auch umfangsseitig unter Krafteinwirkung mit der Aufnahmeöffnung 4 zu verbinden.

In FIG. 4 ist eine perspektivische Darstellung des in FIG.1 gezeigten Antriebshebels 2 dargestellt.

Der Antriebshebel 2 weist auf einer seiner Seiten die Kopplungseinheit 3 auf, welche in der Ausgestaltung nach FIG.4 von vier Gehäusewänden 8 gebildet wird. Die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 weisen eine konvexe Ausformung in Richtung der Durchgangsöffnung 9 und somit in Richtung der Drehachse des Antriebshebel 2 auf, um der Sternform der Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 zu entsprechen und somit einen Formschluss zu gewährleisten. Wird nun eine Schraube in die Durchgangsöffnung 9 eingeschraubt, wobei die Schraube eine materialverdrängende Schraube ist, d.h. beim Einschrauben verdrängt diese das Material, so werden die Materialwände 8 nach außen in der in der FIG. 4 dargestellten Pfeilrichtung gedrückt und damit werden die Gehäusewände 8, wenn die Kopplungseinheit 3 in der Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrades 1 (beides in FIG. 4 nicht dargestellt), an die Innenseiten der Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 gedrückt und so in der Aufnahmeöffnung 4 verklemmt. Es erfolgt damit ein Kraftschluss zwischen der Kopplungseinheit 3 und der Aufnahmeöffnung 4.

In FIG. 5 ist ein Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel 2 dargestellt.

Der Antriebshebel 2 mit der Kopplungseinheit 3 ist in die Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 (nicht in FIG. 5 dargestellt) einbringbar. Als Verbindungsmittel ist die Schraube 5 vorgesehen, wobei das Gewinde 5-2 der Schraube 5 als materialverdrängendes Gewinde ausgestaltet ist. Beim Einschrauben der Schraube 5 schneidet sich diese materialverdrängend umfangsseitig in die Durchgangsöffnung 9. Aufgrund der Verdrängungskraft der Schraube 5 beim Einschrauben wird die Kopplungseinheit 3 mit den Gehäusewänden 8 auf die Innenseite der Aufnahmeöffnung 4 des Antriebsrads 1 (nicht in FIG. 5 dargestellt) gedrückt. Zugleich werden durch den auf der Stufe 10 aufliegenden Schraubenkopf 5-1 beim weiteren Einschrauben der Schaube 5 durch die auf die Stufe 10 einwirkende Kraft des Schraubenkopfs 5-1 die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 in die eingezeichneten Pfeilrichtungen gerückt, d.h. in Richtung der Innenwandung der Aufnahmeöffnung 4 (nicht in FIG. 5 dargestellt). Der Kraftschluss zwischen der Kopplungseinheit 3 und der Aufnahmeöffnung 4 ist aber reversibel. Die Schraube 5 kann nachgezogen und auch wieder ausgedreht werden, und es können so der Antriebshebel 2 und das Antriebsrad 1 wieder getrennt werden.

In FIG. 6 ist ein Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel 2 dargestellt.

Die Durchgangsöffnung 9, welche innerhalb der Kopplungseinheit 3 gebildet ist, weist in der Ausgestaltung nach FIG. 6 keine Stufe 10 für den Schraubenkopf 5-1, wie in FIG. 5 dargestellt, auf. In die Durchgangsöffnung 9 ist stattdessen eine Buchse 12 eingelegt. Die Buchse 12 ist eine Hohlbuchse, sodass das Schraubengewinde 5-2 ohne Berührung der Buchse 12, in die Durchgangsöffnung 9 einfügbar ist. Die Buchse 12 ist aber so gewählt, dass der Schraubenkopf 5-1 auf der Buchse 12 aufliegt. Die Schraube 5 ist nunmehr wiederum als Schneidschraube gewählt, welche sich in das Material einschneidet, unter Bildung eines Gewindegangs. Die Schraube 5 schneidet sich beim Einschrauben in das Material des Antriebsrads 1 (nicht in FIG. 6 dargestellt), wie im Zusammenhang mit der vorgängig beschriebenen Ausführungsform beschrieben. Wird nunmehr die Schraube 5 weiter eingedreht, so übt der Schraubenkopf 5-1 einen Druck auf die Buchse 12 aus. Diese wird in Richtung der Drehachse gestaucht bzw. gequetscht, erweitert sich im Aussendurchmesser und drückt damit die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 auseinander und verklemmt diese, wenn die Kopplungseinheit 3 in die Aufnahmeöffnung des Antriebsrads 1 (nicht in FIG. 6 dargestellt) eingefügt ist, kraftschlüssig und/oder formschlüssig in der Aufnahmeöffnung 4 (nicht in FIG. 6 dargestellt).

In FIG. 7 ist ein Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel 2 dargestellt.

Die Durchgangsöffnung 9, welche innerhalb der Kopplungseinheit 3 gebildet ist, weist in der Ausgestaltung nach FIG. 7 keine Stufe 10, wie in FIG. 5 dargestellt, auf. In die Durchgangsöffnung 9 ist stattdessen ein Niet 11 eingelegt. Das Niet 11 ist als Hohlniet ausgestaltet und so gewählt, dass der Schraubenkopf 5-1 auf dem Niet 11 aufliegt. Wird nunmehr die Schraube 5 weiter eingedreht, so übt der Schraubenkopf 5-1 einen Druck auf das Niet 11 aus. Dieses wird in Richtung der Drehachse gestaucht bzw. gequetscht, erweitert sich im Aussendurchmesser und drückt damit die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 auseinander und verklemmt diese, analog wie vorherig bei FIG 6 beschrieben

In FIG. 8 ist ein Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel 2 dargestellt.

Anstelle des Niets 11 von FIG. 7 sind in der Durchgangsöffnung 9, welche durch die Kopplungseinheit 3 und deren Materialwände 8 gebildet ist, stegartige Finnen 14 angeordnet. Beim Einschrauben der Schraube 5 quetscht der Schraubenkopf 5-1 die Finnen 14 radial auseinander, das heisst von der Drechachse weg. Damit werden zugleich die Materialwände 8, an denen die Finnen 14 angeordnet sind, gespreizt und diese drücken die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 auseinander. In FIG. 9 ist ein Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel 2 dargestellt.

In der Durchgangsöffnung 9, welche durch die Kopplungseinheit 3 und deren Materialwände 8 gebildet ist, Finnen 14 angeordnet. Außerdem ist zwischen dem Schraubenkopf 5-1 der Schraube 5 und dem Schraubengewinde 5-2 eine verbreiterter Schraubenkörper 5-4 vorhanden. Beim Einschrauben der Schraube 5 quetscht der Schraubenkörper 5-4 die stegartigen Finnen 14 radial auseinander, das heisst von der Drechachse weg. Damit werden die Materialwände 8 gespreizt und diese drücken die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 auseinander und verklemmt diese Aufnahmeöffnung kraftschlüssig und formschlüssig in der Aufnahmeöffnung 4(nicht in FIG. 9 dargestellt).

In FIG. 10 ist ein Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel 2 dargestellt.

In der Durchgangsöffnung 9 ist ein die Durchgangsöffnung 9 im Durchmesser reduzierendes Zwischenfutter 13 angeordnet. Das Zwischenfutter 13 weist eine konische Form auf. Die Schraube 5 weist einen der konischen Form des Zwischenfutters 13 entsprechenden konischen Schraubenkopf 5-3 auf. Obwohl die Schraube 5 bei dieser Ausführungsform eine leicht andere Funktion hat als bei den vorangegangenen Ausführungsformen, wurde sie zugunsten der Einfachheit ebenfalls mit dem Bezugszeichen 5 versehen. Beim Einschrauben der Schraube 5 leitet der konusförmige Schraubenkopf 5-3 die in Richtung der Drehachse wirkenden Kraft über das Zwischenfutter 13 in eine radiale Kraftkomponente um, so dass die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 auseinandergedrückt werden. Damit werden die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 auseinandergedrückt.

In FIG. 11 ist ein Schnitt durch einen weiteren Antriebshebel dargestellt. In der Durchgangsöffnung 9, welche durch die Kopplungseinheit 3 und deren Materialwände 8 gebildet ist, sind schräg verlaufende Hebel 15 angeordnet, auf denen der Schraubenkopf 5-1 der Schraube 5 beim Einfügen der Schraube 5 in die Durchgangsöffnung 9 aufliegt. Beim Einschrauben der Schraube 5 drückt der Schraubenkopf 5-1 die Hebel 15 in Richtung der Schraubrichtung und die Hebel 15 drücken die Gehäusewände 8 der Kopplungseinheit 3 radial auseinander, das heisst von der Drehachse weg. Damit werden die Gehäusewände 8 gespreizt.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die vorteilhaften Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere beschränkt sich die Erfindung nicht auf die nachfolgend angegebenen Merkmalskombinationen, sondern es können auch für den Fachmann offensichtlich ausführbare andere Kombinationen und Teilkombinationen aus den offenbarten Merkmalen gebildet werden.

Bezugszeichenliste 1 Antriebsrad 2 Antriebshebel 3 Kopplungseinheit 4 Aufnahmeöffnung 5 Schraube 5-1 Schraubenkopf 5-2 Schraubengewinde 5-3 konusförmiger Schraubenkopf 5-4 verbreiterter Schraubenkörper 6 Zähne 7 Öffnung 8 Gehäusewänden 9 Durchgangsöffnung 10 Stufe 11 Hohlniet 12 Buchse 13 Zwischenfutter 14 Finnen 15 Hebel

Claims

Patentansprüche

1. Kopplungsanordnung zur koaxialen Verbindung eines Antriebsrads (1) und eines Antriebshebels (2), wobei der Antriebshebel (2) eine Kopplungseinheit (3) besitzt, welche in eine Aufnahmeöffnung (4) des Antriebsrads (2) einfügbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (3) des Antriebhebels (2) mittels eines mittig und axial zur Aufnahmeöffnung (4) des Antriebsrads (1) verlaufenden und in der Kopplungseinheit (3) angeordneten Verbindungsmittels (5) in der Aufnahmeöffnung (4) des Antriebsrads (1) kraftschlüssig und formschlüssig verbindbar ist.

2. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (5) eine Schraube ist, die beim Eindrehen mit materialverdrängender Wirkung ein Gewinde in der Kopplungseinheit (3) und/oder dem Antriebsrad (1) ausbildet und die Kopplungseinheit (3) direkt oder indirekt in der Aufnahmeöffnung (4) radial aufweitet.

3. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (1) an seinem äußeren Rand Zähne (6) aufweist .

4. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (4) des Antriebsrads (1) als Sackloch ausgeführt ist.

5. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (4) die Form eines Vielecks oder eines nichtkonvexen oder konvexen regelmäßigen Polygons besitzt.

6. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (3) im Querschnitt gesehen eine Form besitzt, die kongruent zur Form der Aufnahmeöffnung (4) ist oder eine Form besitzt, die formschlüssig in die Aufnahmeöffnung (4) einfügbar ist.

7. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (3) von mindestens zwei Gehäusewänden (8) gebildet ist.

8. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (3) mittels der Schraube (5) mit dem Antriebsrad (1) in der Aufnahmeöffnung (4) reibschlüssig verbunden ist.

9. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (3) über die mindestens zwei Gehäusewände (8) mittels der Schraube kraft- und/oder formschlüssig in der Aufnahmeöffnung (4) fixierbar ist.

10. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (3) eine Durchgangsöffnung (9) besitzt, in welcher die Schraube (5) einfügbar ist und dass in der Durchgangsöffnung (9) eine die Durchgangsöffnung (9) verjüngende Stufe (10) angeordnet ist, auf welcher der Schraubenkopf (5-1) der Schraube (5) aufliegt, sodass beim Einschrauben der Schraube (5) der Schraubenkopf (5-1) die verjüngende Stufe (10) der Kopplungseinheit (3) aufweitet bzw. verquetscht und die Kopplungseinheit (3) durch die Materialverdrängung der verjüngenden Stufe (10) in der Aufnahmeöffnung (4) verklemmt bzw. verkeilt.

11. Kopplungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch das beim Eindrehen der Schraube (5) verwendete Drehmoment die Intensität des Kraftschlusses zwischen der Kopplungseinheit (3) des Antriebshebels (2) und der Aufnahmeöffnung (4) des Antriebsrads (1) einstellbar und variierbar ist.

12. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchgangsöffnung (9) der Kopplungseinheit (3) ein Hohlniet (11) eingefügt ist, wobei das Schraubengewinde (5-2) durch das Hohlniet (11) passt, jedoch der Schraubenkopf (5-1) auf dem Hohlniet (11) aufliegt, sodass beim Einschrauben der Schraube (5) diese das Hohlniet (11) quetscht und das gequetschte Hohlniet (11) die Kopplungseinheit (3) aufweitet und in der Aufnahmeöffnung (4) verklemmt .

13. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchgangsöffnung (9) der Kopplungseinheit (3) eine Buchse (12) oder ein Zwischenfutter (13) eingelegt ist, wobei das Schraubengewinde (5-2) durch die Buchse (12) oder das Zwischenfutter (13) passt, jedoch der Schraubenkopf (5-1) auf der Buchse (12) oder dem Zwischenfutter (13) aufliegt, sodass beim Einschrauben der Schraube (5) diese die Buchse (12) oder das Zwischenfutter (13) quetscht und die gequetschte Buche (12) oder das gequetschte Zwischenfutter (13) die Kopplungseinheit (3) aufweitet und in der Aufnahmeöffnung (4) verklemmt.

14. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchgangsöffnung (9)

Finnen (14) angeordnet sind, wobei die Finnen (14) symmetrisch zueinander in der Durchgangsöffnung (9) derart angeordnet sind, dass das Schraubengewinde (5-2) zwischen den Finnen (14) hindurch passt, jedoch der Schraubenkopf (5-1) auf den Finnen (14) aufliegt, sodass beim Einschrauben der Schraube (5) dieser die Finnen (14) quetscht und die gequetschten Finnen die Kopplungseinheit (3) aufweiten und in der Aufnahmeöffnung (4) verklemmt.

15. Kopplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (5) einen konusförmigen Schraubenkopf (5-3) aufweist, der beim Eindrehen der Schraube (5) die Kopplungseinheit (3) aufspreizt und in der Aufnahmeöffnung (4) verklemmt.