WO2023152310A1 - Übertragungsvorrichtung - Google Patents

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WO2023152310A1
WO2023152310A1 PCT/EP2023/053338 EP2023053338W WO2023152310A1 WO 2023152310 A1 WO2023152310 A1 WO 2023152310A1 EP 2023053338 W EP2023053338 W EP 2023053338W WO 2023152310 A1 WO2023152310 A1 WO 2023152310A1
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WO
WIPO (PCT)
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drive
connection area
drive body
transmission device
area
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/053338
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan STOETZER
Daniel Spindler
Original Assignee
Ejot Se & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ejot Se & Co. Kg filed Critical Ejot Se & Co. Kg
Publication of WO2023152310A1 publication Critical patent/WO2023152310A1/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
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • F16D1/116—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling the interengaging parts including a continuous or interrupted circumferential groove in the surface of one of the coupling parts
    • 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
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections

Definitions

  • the invention relates to a transmission device for transmitting a rotary movement.
  • a device is known from DE 20 2010 011 852 U1, which transmits a rotational movement from a drive shaft via an adapter to an adjusting screw. Transmission takes place via a ball joint part which is made of plastic and has spring tongues which spring open when an overload moment is reached, as a result of which the transmission of a torque which is greater than the overload moment is prevented.
  • the range between the required minimum torque and the permitted maximum torque can be very limited.
  • the period of use in which an adjustment should be possible can also be very long and use must be able to be guaranteed for several thousand hours, for example.
  • the object of the invention is to specify such a transmission device which can be manufactured in a simple manner and which can transmit a torque within narrow limits over a long period of time.
  • a transmission device comprises an output element and a drive element, the drive element having a drive body made of a first material, in particular a viscoelastic plastic, in particular a thermoplastic.
  • the drive body has a drive area and a connection area, with the driven element engaging in the connection area.
  • the connection area has inwardly directed positive-locking structures, which are matched to the transmission of torque to the output element. A torque can thus be transmitted between the drive element and the driven element in the manner of a toothed or splined shaft.
  • connection area is designed in such a way that the positive-locking structures present there can be moved radially in such a way that the output element can be rotated relative to the drive body, with elastic widening of the connection area.
  • the drive body can be twisted relative to the driven element, with over-locking occurring.
  • the drive element and driven element of the transmission device according to the invention can, of course, also be operated in the opposite operating direction within the scope of the invention.
  • the drive element also has a compression element made of a second material that is different from the first material.
  • the compression element prestresses the drive body in the connection area inward in the radial direction, the compression element being elastic via the widening, ie in its loading direction.
  • the spring stiffness of the compression element in the loading direction is greater than the spring stiffness of the drive body.
  • the second material of the compression element is selected such that the stress-strain curve, which is preferably linear in the working area, changes less under the influence of temperature and/or time than that of the first material of the drive body.
  • the decreasing elastic behavior of the particularly linear viscoelastic material can be compensated to such an extent that a relatively narrow range of the torque to be transmitted is set over a long service life.
  • the drive body can be easily made in a prototyping process from a thermoplastic and easily supplemented with a compression element that the preload needs with regard to the torque range to be transmitted, the expected temperature influences and the duration of use is selected.
  • This configuration allows a narrow torque range to be set and yet a space-saving design to be implemented, since the drive element consists essentially of just a one-piece base body.
  • a linearly viscoelastic material such as, for example, polyoxymethylene (POM) is preferably suitable as the first material.
  • POM polyoxymethylene
  • Such a material is well suited for positive torque transmission, but due to its creep behavior it cannot keep its preload sufficiently stable over long periods of use for some applications.
  • the transmission properties for transmitting the torque do not have to be taken into account, but it can be selected essentially depending on its properties with regard to its creep behavior.
  • metallic materials rubber materials can also be used for the compression element.
  • a constant modulus of elasticity with a linear elastic material behavior that is largely unchangeable over a long period of time should be used.
  • connection area and the drive area are arranged one after the other in the axial direction.
  • the connection area has at least two essentially hollow-cylindrical tongue sections that are resiliently connected to the drive area.
  • the tongue sections each have at least one positive-locking structure for transmitting a rotational movement to the output element.
  • the drive body has a cylindrical basic shape and has a groove on its outer lateral surface in the connection area, in which an annular compression element is accommodated.
  • the basic cylindrical shape means that the drive body can be pivoted in a simple manner and permanent prestressing of the connection area can be generated in a simple manner.
  • the positive-locking structures can preferably be formed by at least one longitudinal groove-like indentation in the material of a tongue section. This allows for a certain framework Realize axial compensation with constant torque.
  • the output element and the drive element engage in one another in the connection area.
  • connection area and the driven element are preferably designed in the form of a rounded square with slightly concave edges. This ensures gentle over-locking after the maximum transferrable torque has been exceeded. As a result, the wear caused by over-locking can be kept to a minimum.
  • the compression element can be made of spring steel.
  • a spring steel ring can exert a constant elastic effect on the drive body over a long service life.
  • the drive body has attachment features on the front side, in particular an internal drive, for a tool.
  • attachment features on the front side in particular an internal drive, for a tool.
  • FIG. 1 is a schematic half-sectioned side view of a transfer device according to the invention.
  • FIG. 2a shows a perspective view of the drive element according to the invention with a view of the connection area for connection to the output shaft;
  • FIG. 2b shows a perspective view of the drive element according to the invention with a view of the drive area
  • FIG. 3 shows a cross section through the transfer device according to FIG. 1, where the transfer device is in the transfer position
  • FIG. 4a shows a side view of the transmission device, with the transmission device being in the overload position
  • FIG. 4b shows a cross section through the transmission device according to FIG. 4a.
  • 1 shows a transmission device 10 according to the invention, comprising a drive element 12 and a driven element 14.
  • the drive element 12 is accommodated in a bearing 16 so as to be rotatably mounted.
  • the drive element 12 has a drive area 18 and a connection area 20 .
  • a torque ME can be transmitted to the drive element 12 via the drive area 18 .
  • This torque is transmitted to an output element 14 which is connected to the input element 12 and which is connected to an assembly 50 .
  • Assembly 50 is adjustable by rotating output member 14 .
  • the prestressing of a spring could be adjusted here by rotating the driven element 14 .
  • the transmission of a minimum torque may be necessary in order to increase the preload.
  • the maximum torque that can be transmitted can be limited so that the preload does not exceed a specific value.
  • the assembly 50 is to be protected from a torque that is above a permissible torque Mz being transmitted to the mechanics of the assembly.
  • the drive element 12 is designed as described, inter alia, in Figures 2a and 2b.
  • the drive element 12 has a drive body 24 and a compression element 26 .
  • the drive body 24 is made of a viscoelastic plastic, in particular a thermoplastic material, in particular POM, whereas the compression element 26 is made of spring steel.
  • the snap ring made of spring steel has a higher spring stiffness than the drive body in its connection area. As a result, the resetting takes place after expansion via the snap ring.
  • the output element 14 is designed as an output shaft, which has contact features for transmitting the torque and thus engages in the direction of rotation in a form-fitting manner in the drive body 24 .
  • the permissible torque Mz is exceeded, the drive body 24 twists relative to the driven element 14. The twisting takes place by the form fit between the drive body 24 and the driven element 14 being released, counter to the prestress exerted by the compression element 26. This process is referred to as snapping.
  • the drive body 24 has output structures 28 there, which enable a torque-transmitting coupling to the output element 14 in the compressed state. Since the drive body 24 is made of a viscoelastic plastic, sufficient strength is provided to transmit the torque.
  • the connection area 20 of the drive body 14 is slotted so that two semi-hollow cylindrical spring tongues 30a, 30b are formed. These are movable in the radial direction R, in particular designed to be resilient. This enables the spring tongues 30a, 30b to be spaced apart from one another, so that the form fit or form fit/force fit between the output element 14 and the output structures 28 can be overcome.
  • the drive body 24 which is essentially cylindrical in its external configuration, has a peripheral groove in the area of the two spring tongues 30a, 30b, in which a compression element 26, which is designed in the manner of a snap ring, in particular made of spring steel, is accommodated.
  • This compression element 26 essentially adjusts the radial force counteracting the expansion and thus the permissible torque Mz.
  • the compression element 26 does not consist of a viscoelastic material, its spring behavior does not change or changes only slightly over a long period of time. In this way, the permissible torque can still be transmitted within narrow limits over a long period of time, even though the drive body 24 consists of a viscoelastic, in particular a linearly viscoelastic, material. This allows the drive body 24 to be manufactured in a space-saving and cost-effective manner in a primary shaping process, for example in an injection molding process.
  • Fig. 2b shows the drive element 12 in a perspective view looking at the drive area 18.
  • the drive area 18 has a drive contour 32, which is designed in the form of a tool attachment in the form of an internal drive, so that rotation with a corresponding tool, in particular a screwdriver , Can be transferred to the drive element 12.
  • the rotational movement is transmitted to the output element 14. If the applied torque is higher, the drive element 12 over-locks and the drive element 12 twists relative to the driven element 14 into the next locking position.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view III-III of the drive element 12 and the driven element 14 of the transmission device 10 according to the invention in the transmission position, according to FIG. 1.
  • the drive element 12 has two spring tongues 30a, 30b which are Compression element 26 are pressed against the driven element 14.
  • the output structures 28 ensure positive engagement. Both the contour of the output element 14 and the output structures 28 are rounded. This allows a largely wear-free overlocking.
  • FIG. 4a shows the side view of a drive element 12 and driven element 14 in a position in which the drive torque exceeds the permissible torque.
  • the spring tongues 30a, 30b of the drive body 24 are bent outwards against the bias of the compression element 26 .
  • the drive body 24 with its driven structures 28 slides further by a recess in the driven element 14, after which the compression element 26 and the drive body 24 return to the starting position in the radial direction.
  • Fig. 4b shows the cross section of Fig. 4a.
  • the rounded corners rest against the rounded drive structures 28 here, so that the drive body 24 is maximally widened in its connection area 20 .
  • the drive body 24 with its drive structures 28 is placed back into the recesses of the output element 14.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung (10) umfassend ein Abtriebselement (14) und ein Antriebselement (12) umfassend einen Antriebskörper (24) aus einem ersten Werkstoff, aus einem Kunststoff, wobei der Antriebskörper (24) einen Antriebsbereich (18) und einen Anschlussbereich (20) aufweist, wobei das Abtriebselement (14) in den Anschlussbereich (20) eingreift, wobei der Anschlussbereich (20) Formschlussstrukturen (28) aufweist, die zur Übertragung eines Drehmoments auf das Abtriebselement (14) abgestimmt sind, wobei der Anschlussbereich (20) so ausgebildet ist, dass die Formschlussstrukturen (28) radial beweglich sind, so dass das Abtriebselement (14) unter Aufweitung des Anschlussbereichs (20) relativ zum Antriebskörper drehbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Antriebselement (12) ferner ein Kompressionselement (26) aufweist, das den Antriebskörper (24) im Anschlussbereich (20) in Radialrichtung nach innen vorspannt, wobei das Kompressionselement (26) aus einem zum ersten Werkstoff unterschiedlichen zweiten Werkstoff gebildet ist, der im Bereich der Aufweitung elastisch ist, wobei das Kompressionselement eine höhere Federsteifigkeit aufweist als der Anschlussbereich des Antriebskörpers.

Description

Übertragungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung zur Übertragung einer Drehbewegung.
In einer Vielzahl von Anwendungen ist es notwendig, zu gegebener Zeit eine Einstellung oder Nachstellung eines Systems oder einer Baugruppe unter Verwendung einer Übertragung einer Drehbewegung mit einem Mindestmoment vorzunehmen.
Zur Schonung des Systems soll ein zu hohes Drehmoment nicht von dem Einstellelement auf das einzustellende System übertragen werden können.
Beispielsweise ist aus der DE 20 2010 011 852 U1 eine Vorrichtung bekannt, die eine Drehbewegung von einem Antriebsschaft über einen Adapter auf eine Einstellschraube überträgt. Die Übertragung erfolgt über ein Kugelgelenkteil, das aus Kunststoff ausgebildet ist und Federzungen aufweist, die bei Erreichen eines Überlastmoments auffedern, wodurch die Übertragung eines Drehmoments, das größer als das Überlastmoment ist, verhindert wird.
Je nach Einsatzgebiet der Übertragungsvorrichtung kann der Bereich zwischen dem notwendigen Mindestmoment und dem erlaubten Maximalmoment sehr begrenzt sein. Auch kann die Nutzungsdauer, in der eine Nachstellung möglich sein soll, sehr lang sein und eine Nutzung muss beispielsweise über mehrere tausend Stunden gewährleistet werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine solche Übertragungsvorrichtung anzugeben, die auf einfache Weise hergestellt werden kann und die über einen langen Zeitraum ein in engen Grenzen liegendes Drehmoment übertragen kann. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Übertragungsvorrichtung ein Abtriebselement und ein Antriebselement umfasst, wobei das Antriebselement einen Antriebskörper aus einem ersten Werkstoff, insbesondere einem viskoelastischen Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, aufweist. Der Antriebskörper weist einen Antriebsbereich und einen Anschlussbereich auf, wobei das Abtriebselement in den Anschlussbereich eingreift. Der Anschlussbereich weist nach innen gerichtete Formschlussstrukturen auf, die zur Übertragung eines Drehmoments auf das Abtriebselement abgestimmt sind. So kann in der Art einer Zahn- oder Keilwelle ein Drehmoment zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement übertragen werden.
Der Anschlussbereich ist so ausgebildet, dass die dort vorhandenen Formschlussstrukturen derart radial beweglich sind, dass das Abtriebselement unter elastischer Aufweitung des Anschlussbereichs relativ zum Antriebskörper drehbar ist. Dadurch kann bei Erreichen des maximal zulässigen Drehmoments der Antriebskörper gegenüber dem Abtriebselement verdreht werden, wobei ein Überrasten stattfindet. Antriebselement und Abtriebselement der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung können im Rahmen der Erfindung natürlich auch in umgekehrter Betriebsrichtung betrieben werden.
Das Antriebselement weist ferner ein Kompressionselement aus einem zum ersten Werkstoff unterschiedlichen zweiten Werkstoff auf. Das Kompressionselement spannt den Antriebskörper im Anschlussbereich in Radialrichtung nach innen vor, wobei das Kompressionselement über die Aufweitung, also in seiner Belastungsrichtung, elastisch ist. Die Federsteifigkeit des Kompressionselements in Belastungsrichtung ist größer als die Federsteifigkeit des Antriebskörpers.
Ferner ist der zweite Werkstoff des Kompressionselements so gewählt, dass die Spannungs- Dehnungskurve, die im Arbeitsbereich bevorzugt linear ist, sich unter Temperatur- und / oder Zeiteinfluss weniger verändert als die des ersten Werkstoffs des Antriebskörpers.
Durch die elastischen Eigenschaften des Kompressionselements kann das abnehmende elastische Verhalten des insbesondere linear viskoelastischen Werkstoffs so weit kompensiert werden, dass über eine lange Lebensdauer ein relativ enger Bereich des zu übertragenden Drehmoments eingestellt wird.
So kann der Antriebskörper auf einfache Weise in einem Urform-Verfahren aus einem Thermoplast hergestellt werden und auf einfache Weise mit einem Kompressionselement ergänzt werden, das auf die Vorspannbedürfnisse im Hinblick auf den zu übertragenden Drehmomentbereich, die zu erwartenden Temperatureinflüsse und die Einsatzdauer ausgewählt ist.
Durch diese Ausgestaltung kann ein enger Drehmoment-Bereich eingestellt werden und dennoch eine platzsparende Bauform umgesetzt werden, da das Antriebselement im Wesentlichen aus nur einem einstückigen Grundkörper besteht.
Als erster Werkstoff eignet sich bevorzugt ein linear viskoelastischer Werkstoff wie beispielsweise Polyoxymethylen (POM). Ein solcher Werkstoff eignet sich zwar gut zur formschlüssigen Drehmomentübertragung, kann aber aufgrund seines Kriechverhaltens seine Vorspannung für einige Anwendungen nicht ausreichend stabil über lange Standzeiten halten. Beim zweiten Werkstoff des Kompressionselements muss nicht auf die Übertragungseigenschaften zur Übertragung des Drehmoments Rücksicht genommen werden, sondern er kann im Wesentlichen abhängig von seinen Eigenschaften im Hinblick auf sein Kriechverhalten ausgewählt werden. So kommen für das Kompressionselement neben metallischen Werkstoffen auch Gummiwerkstoffe infrage. Insbesondere soll dabei ein gleichbleibender E-Modul mit einem linear elastischen Materialverhalten, der über eine lange Zeitdauer weitgehend unveränderlich ist, verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Anschlussbereich und der Antriebsbereich in Axialrichtung aufeinanderfolgend angeordnet. Dadurch kann eine schlanke Bauform mit einem einteiligen Antriebskörper erreicht werden. Der Anschlussbereich weist wenigstens zwei federnd und an den Antriebsbereich angebundene, im Wesentlichen hohlzylindrische, Zungenabschnitte auf. Die Zungenabschnitte weisen jeweils wenigstens eine Formschlussstruktur zur Übertragung einer Drehbewegung auf das Abtriebselement auf.
Insbesondere besitzt der Antriebskörper eine zylindrische Grundform und weist an seiner äußeren Mantelfläche im Anschlussbereich eine Nut auf, in der ein ringförmiges Kompressionselement aufgenommen ist. Durch die zylindrische Grundform kann eine einfache Drehlagerung des Antriebskörpers erfolgen und auf einfache Weise eine dauerhafte Vorspannung des Anschlussbereichs erzeugt werden.
Bevorzugt können die Formschlussstrukturen durch wenigstens eine längsnut-artige Einbuchtung im Material eines Zungenabschnitts ausgebildet sein. Dadurch lässt sich in einem gewissen Rahmen ein Axialausgleich bei gleichbleibendem Drehmoment realisieren. Das Abtriebselement und das Antriebselement greifen dabei im Anschlussbereich ineinander.
Die ineinandergreifenden Formschlussstrukturen des Anschlussbereichs und des Abtriebselements sind bevorzugt in Form eines gerundeten Vierkants mit leicht konkaven Kanten ausgebildet. Dies sorgt für ein sanftes Überrasten nach Überschreiten des maximal übertragbaren Drehmoments. Dadurch kann der durch das Überrasten verursachte Verschleiß geringgehalten werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Kompressionselement aus Federstahl sein. Ein Federstahlring kann über eine lange Lebensdauer eine gleichbleibende elastische Wirkung auf den Antriebskörper ausüben.
Der Antriebskörper weist insbesondere stirnseitig Angriffsmerkmale, insbesondere einen Innenantrieb, für ein Werkzeug auf. Dadurch kann eine schlanke Bauform gewählt sein.
In der Zeichnung bedeutet:
Fig. 1 eine schematische halbgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung;
Fig. 2a eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Antriebselements mit Blick auf den Anschlussbereich zur Verbindung mit der Abtriebswelle;
Fig. 2b eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Antriebselements mit Blick auf den Antriebsbereich;
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Übertragungsvorrichtung gemäß Fig. 1 , wo sich die Übertragungsvorrichtung in Übertragungsstellung befindet;
Fig. 4a eine Seitenansicht der Übertragungsvorrichtung, wobei sich die Übertragungsvorrichtung in Überlaststellung befindet, und
Fig. 4b einen Querschnitt durch die Übertragungsvorrichtung gemäß Fig. 4a. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung 10, umfassend ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14. Das Antriebselement 12 ist in einem Lager 16 drehgelagert aufgenommen.
Das Antriebselement 12 weist einen Antriebsbereich 18 und einen Anschlussbereich 20 auf. Über den Antriebsbereich 18 kann ein Drehmoment ME auf das Antriebselement 12 übertragen werden. Dieses Drehmoment wird auf ein, mit dem Antriebselement 12 verbundenes, Abtriebselement 14 übertragen, das mit einer Baugruppe 50 verbunden ist. Die Baugruppe 50 ist durch Drehung des Abtriebselements 14 einstellbar. Beispielsweise könnte hier durch Drehung des Abtriebselements 14 die Vorspannung einer Feder eingestellt werden. Hierbei kann beispielsweise die Übertragung eines Mindestdrehmoments notwendig sein, um eine Erhöhung der Vorspannung zu erreichen. Ferner kann das maximal übertragbare Drehmoment beschränkt sein, so dass die Vorspannung einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Die Baugruppe 50 soll davor geschützt werden, dass ein Drehmoment, das über einem zulässigen Drehmoment Mz liegt, auf die Mechanik der Baugruppe übertragen wird.
Das Antriebselement 12 ist dazu so ausgeführt, wie dies u.a. in den Figuren 2a und 2b beschrieben ist. Das Antriebselement 12 weist einen Antriebskörper 24 und ein Kompressionselement 26 auf. Der Antriebskörper 24 ist aus einem viskoelastischen Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere POM, hergestellt, wohingegen das Kompressionselement 26 aus einem Federstahl hergestellt ist. Der Sprengring aus Federstahl weist eine höhere Federsteifigkeit auf als der Antriebskörper in seinem Anschlussbereich. Dies führt dazu, dass die Rückstellung nach einer Aufweitung über den Sprengring erfolgt.
Das Abtriebselement 14 ist als Abtriebswelle ausgebildet, die zur Übertragung des Drehmoments Angriffsmerkmale aufweist und so in Drehrichtung formschlüssig in den Antriebskörper 24 eingreift. Bei Überschreitung des zulässigen Drehmoments Mz verdreht sich der Antriebskörper 24 relativ zum Abtriebselement 14. Die Verdrehung erfolgt, indem der Formschluss, entgegen der durch das Kompressionselement 26 ausgeübten Vorspannung, zwischen dem Antriebskörper 24 und dem Abtriebselement 14 aufgelöst wird. Dieser Vorgang wird als Überrasten bezeichnet.
Fig. 2a zeigt eine perspektivische Ansicht des Antriebselements 12, mit Blick auf den Anschlussbereich 20. Der Antriebskörper 24 weist dort Abtriebsstrukturen 28 auf, die eine drehmomentübertragende Kopplung an das Abtriebselement 14 im komprimierten Zustand ermöglichen. Da der Antriebskörper 24 aus einem viskoelastischen Kunststoff hergestellt ist, wird eine ausreichende Festigkeit zur Übertragung des Drehmoments bereitgestellt. Der Anschlussbereich 20 des Antriebskörpers 14 ist geschlitzt ausgeführt, so dass zwei halbhohlzylindrische Federzungen 30a, 30b gebildet werden. Diese sind in Radialrichtung R beweglich, insbesondere federnd ausgebildet. Dadurch wird eine Beabstandung der Federzungen 30a, 30b voneinander ermöglicht, so dass der Formschluss bzw. Form-/Kraftschluss zwischen dem Abtriebselement 14 und den Abtriebsstrukturen 28 überwunden werden kann.
Der in seiner äußeren Gestaltung im Wesentlichen zylindrisch ausgebildete Antriebskörper 24 weist im Bereich der zwei Federzungen 30a, 30b eine umfängliche Nut auf, in der ein Kompressionselement 26, das in der Art eines Sprengrings, insbesondere aus Federstahl, ausgebildet ist, aufgenommen ist.
Durch dieses Kompressionselement 26 wird im Wesentlichen die der Aufweitung entgegenwirkende Radialkraft und damit das zulässige Drehmoment Mz eingestellt.
Da das Kompressionselement 26 nicht aus einem viskoelastischen Werkstoff besteht, verändert sich sein Federverhalten über einen langen Zeitraum nicht oder nur unerheblich. So kann auch das zulässige Drehmoment über einen langen Zeitraum noch in engen Grenzen übertragen werden, obwohl der Antriebskörper 24 aus einem viskoelastischen, insbesondere einem linear viskoelastischen, Werkstoff besteht. Dies erlaubt eine platzsparende und günstige Fertigung des Antriebskörpers 24 in einem Urformverfahren, beispielsweise in einem Spritzgussverfahren.
Fig. 2b zeigt das Antriebselement 12 in perspektivischer Ansicht mit Blick auf den Antriebsbereich 18. Der Antriebsbereich 18 weist eine Antriebskontur 32 auf, die in Form eines Werkzeugangriffs in Form eines Innenantriebs ausgebildet ist, so dass eine Drehung mit einem entsprechenden Werkzeug, insbesondere einem Schraubendreher, auf das Antriebselement 12 übertragen werden kann.
Liegt das aufgebrachte Drehmoment unter dem zulässigen Drehmoment Mzwird die Drehbewegung auf das Abtriebselement 14 übertragen. Liegt das aufgebrachte Drehmoment darüber, überrastet das Antriebselement 12 und das Antriebselement 12 verdreht sich relativ zum Abtriebselement 14 in die nächste Rastposition.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht lll-lll des Antriebselements 12 und des Abtriebselements 14 der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung 10 in der Übertragungsposition, gemäß Fig. 1. Das Antriebselement 12 weist zwei Federzungen 30a, 30b auf, die über das, als Sprengring ausgebildete, Kompressionselement 26 an das Abtriebselement 14 angedrückt werden. Die Abtriebsstrukturen 28 sorgen für einen formschlüssigen Eingriff. Sowohl die Kontur des Abtriebselements 14 als auch die Abtriebsstrukturen 28 sind gerundet ausgeführt. Dies erlaubt ein weitgehend verschleißfreies Überrasten.
Fig. 4a zeigt die Seitenansicht eines Antriebselements 12 und Abtriebselements 14 in einer Position, in der das Antriebsmoment das zulässige Drehmoment überschreitet. Die Federzungen 30a, 30b des Antriebskörpers 24 werden gegen die Vorspannung des Kompressionselements 26 nach außen gebogen. In der weiteren Drehung rutscht dann der Antriebskörper 24 mit seinen Abtriebsstrukturen 28 um eine Vertiefung im Abtriebselement 14 weiter, wonach das Kompressionselement 26 und der Antriebskörper 24 in Radialrichtung wieder in die Ausgangslage zurückkehren.
Fig. 4b zeigt den Querschnitt von Fig. 4a. Die gerundeten Ecken liegen hier an den gerundeten Antriebsstrukturen 28 an, so dass der Antriebskörper 24 in seinem Anschlussbereich 20 maximal aufgeweitet ist.
Nachdem die Überrastung erfolgt ist, legt sich der Antriebskörper 24 mit seinen Antriebsstrukturen 28 wieder in die Vertiefungen des Abtriebselements 14.
Auf diese Weise wird eine einfache und zuverlässige Übertragungsvorrichtung bereitgestellt, die auch nach einem langen Zeitraum immer noch die Übertragung eines in engen Grenzen gehaltenen Drehmoments ermöglicht.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Übertragungsvorrichtung (10) umfassend ein Abtriebselement (14) und ein Antriebselement (12) umfassend einen Antriebskörper (24) aus einem ersten Werkstoff, aus einem Kunststoff, wobei der Antriebskörper (24) einen Antriebsbereich (18) und einen Anschlussbereich (20) aufweist, wobei das Abtriebselement (14) in den Anschlussbereich (20) eingreift, wobei der Anschlussbereich (20) Formschlussstrukturen (28) aufweist, die zur Übertragung eines Drehmoments auf das Abtriebselement (14) abgestimmt sind, wobei der Anschlussbereich (20) so ausgebildet ist, dass die Formschlussstrukturen (28) radial beweglich sind, so dass das Abtriebselement (14) unter Aufweitung des Anschlussbereichs (20) relativ zum Antriebskörper drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (12) ferner ein Kompressionselement (26) aufweist, das den Antriebskörper (24) im Anschlussbereich (20) in Radialrichtung nach innen vorspannt, wobei das Kompressionselement (26) aus einem zum ersten Werkstoff unterschiedlichen zweiten Werkstoff gebildet ist, der im Bereich der Aufweitung elastisch ist, wobei das Kompressionselement eine höhere Federsteifigkeit aufweist als der Anschlussbereich des Antriebskörpers.
2. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das der zweite Werkstoff des Kompressionselements (26) ein Werkstoff ist, dessen Spannungs-Dehnungs- Kurve sich über die Temperatur und / oder Zeit weniger verändert als die Spannungs- Dehnungs-Kurve des ersten Werkstoffs.
3. Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (20) und der Antriebsbereich (18) in Axialrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei der Anschlussbereich (20) wenigstens zwei im Wesentlichen hohlzylindrische Zungenabschnitte (30a, 30b) aufweist, die jeweils wenigstens eine Formschlussstruktur (28) aufweisen. Übertragungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskörper (24) eine zylindrische Grundform besitzt und an seiner äußeren Mantelfläche im Anschlussbereich (20) eine Nut aufweist, in der ein ringförmiges Kompressionselement (26) aufgenommen ist. Übertragungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussstruktur (28) durch wenigstens eine längsnut-artige Einbuchtung im Material eines Zungenabschnitts (30a, 30b) ausgebildet ist. Übertragungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompressionselement (26) aus Federstahl ist. Übertragungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskörper (24) in seinem Antriebsbereich (18) an seinem äußeren Umfang drehgelagert ist und stirnseitig Angriffsmerkmale, insbesondere einen Innenantrieb, für ein Werkzeug aufweist.
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