DE102011079528B4

DE102011079528B4 - Elastomerkupplung mit zwei Kupplungsteilen

Info

Publication number: DE102011079528B4
Application number: DE102011079528.6A
Authority: DE
Inventors: Michel Göhring; Thomas Kamps; Volker Wegener
Original assignee: GKN Stromag AG
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2031-07-22
Also published as: DE102011079528A1; DE102011079528B8; WO2013010992A1

Abstract

Elastomerkupplung mit zwei Kupplungsteilen, zwischen denen ein reifenförmiger Elastomerkörper eingespannt ist, wobei wenigstens ein Kupplungsteil einen axial gegen einen Einspannabschnitt des Elastomerkörpers gepressten metallischen Druckring aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (5) einstückig gestaltet und an seiner dem Einspannabschnitt (4) zugewandten Stirnfläche (6) mit über den Umfang des Druckringes (5) wellenförmig gestalteten Profilierungen (7) versehen ist, die bei der Herstellung des Druckringes (5) in einem einstufigen Guss- oder Schmiedevorgang hergestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elastomerkupplung mit zwei Kupplungsteilen, zwischen denen wenigstens ein Elastomerkörper eingespannt ist, wobei wenigstens ein Kupplungsteil einen axial gegen einen Einspannabschnitt des Elastomerkörpers gepressten metallischen Druckring aufweist.
Eine derartige Elastomerkupplung ist in Form einer Periflex-Reifenkupplung durch die Firma Stromag AG allgemein bekannt. Als Elastomerkörper ist ein Reifen vorgesehen, der an seinen gegenüberliegenden Ringflanken mit jeweils einem metallischen Kupplungsteil der Elastomerkupplung verbunden ist. Jeder Kupplungsteil weist einen Flanschkörper sowie einen Druckring auf, wobei die jeweilige Ringflanke des Elastomerreifens zwischen dem Flanschkörper und dem Druckring axial eingespannt wird. Zur Erhöhung einer Drehmomentübertragung zwischen den Kupplungsteilen und dem als Reifen gestalteten Elastomerkörper sind die Druckringe im Bereich ihrer dem Elastomerreifen zugewandten Stirnfläche durch ein Rauspritzverfahren behandelt, um einen erhöhten Reibschluss im Bereich der Stirnfläche des jeweiligen Druckringes zu erzielen.
Aus der DE 11 88 384 A ist eine elastische Kupplung bekannt, bei der mehrere Ringstreifenabschnitte zwischen entsprechenden Druckstücken angeordnet sind. Die Ringstreifenabschnitte sind aus einem Elastomermaterial hergestellt. Die Druckstücke der elastischen Kupplung sind zweiteilig aus jeweils einem Spannring und auf dem jeweiligen Spannring aufgeklebten oder aufgelöteten metallischen Formstücken hergestellt.
Die US 3 888 093 A offenbart eine Elastomerkupplung mit einem reifenförmigen Elastomerkörper. Die Kupplung weist zwei Kupplungsteile auf, die mit einstückig angeformten Axialzapfen versehen sind, die in korrespondierende Aussparungen des Elastomerkörpers axial hineinragen. Die Zapfen in Verbindung mit den Aussparungen bewirken in Umfangsrichtung einen Formschluss. Die US 5 910 049 A offenbart ebenfalls eine Elastomerkupplung mit einem reifenförmigen Elastomerkörper, der auf seinen gegenüberliegenden Seiten zwischen einem Kupplungsteil und mehreren, als Druckstücke dienenden Viertelkreisringen eingespannt ist. Die Viertelkreisringe sind im Querschnitt ballig gestaltet.
Aus der DE 20 19 911 A ist eine Elastomerkupplung mit einem reifenförmigen Elastomerkörper bekannt, der auf jeder Seite jeweils zwischen einem Kupplungsteil und einem Druckstück eingespannt ist. Zur Erzielung einer verbesserten Drehmomentübertragung zwischen Druckstück und Elastomerreifen ist eine Haftschicht vorgesehen, die entweder an dem aus Stahl bestehenden Druckstück oder an dem Elastomerreifen angebracht ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Elastomerkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine Erhöhung der Drehmomentübertragung zwischen Elastomerkörper und Druckring ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Druckring einstückig gestaltet und an seiner dem Einspannabschnitt zugewandten Stirnfläche mit über den Umfang des Druckringes wellenförmig gestalteten Profilierungen versehen ist, die bei der Herstellung des Druckringes in einem einstufigen Guss- oder Schmiedevorgang hergestellt werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem eine nachträgliche Behandlung der Druckringe erfolgt, werden erfindungsgemäß bereits bei der Herstellung des Druckringes entsprechende Profilierungen an der Stirnfläche des Druckringes mit eingebracht. Ein zusätzlicher Bearbeitungs- oder Behandlungsvorgang des Druckringes entfällt dadurch. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung bei gleichzeitig wenigstens gleich großem Potenzial der Drehmomentübertragung. Unter einem einstufigen Guss- oder Schmiedevorgang ist ein Guss- oder Schmiedeverfahren in einem geeigneten Werkzeug zu verstehen. Die durch den Guss- oder Schmiedevorgang erzielte Oberflächenrauheit stellt ohne zusätzliche weitere Bearbeitungsschritte bereits die Oberflächenrauheit des Endproduktes des Druckringes dar. Der Druckring wird vorzugsweise aus einer Stahllegierung hergestellt. Jeder Kupplungsteil besteht vorzugsweise aus einem Ringflansch sowie dem Druckring als separatem Bauteil, das über Schraubverbindungen mit dem Ringflansch verbindbar ist. Durch die Schraubverbindungen kann die Presskraft des Druckringes und damit die Einspannkraft für den entsprechenden Einspannabschnitt des Elastomerkörpers eingestellt werden.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Profilierungen – auf eine Kupplungsdrehachse bezogen – axial formschlüssig ausgeführt. Die Profilierungen sind derart gestaltet, dass eine erhöhte Drehmomentübertragung in Umfangsrichtung des Druckringes und des Elastomerkörpers erzielt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Druckring sowohl im Bereich der Profilierungen als auch im Bereich seiner übrigen Oberflächen den gleichen Rauheitsgrad auf. Der Druckring benötigt dadurch nach der Entformung aus dem entsprechenden Guss- oder Schmiedewerkzeug keine weitere Oberflächenbehandlung mehr.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen beide Kupplungsteile jeweils einen Druckring auf, die identisch zueinander gestaltet sind. Dadurch kann dieselbe Werkzeugform zur Herstellung beider Druckringe einer Elastomerkupplung eingesetzt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.
1 zeigt in perspektivischer und teilweise aufgeschnittener Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elastomerkupplung und
2 in perspektivischer Darstellung einen Druckring für die erfindungsgemäße Elastomerkupplung nach 1.
Eine Elastomerkupplung 1 nach 1 weist zwei aus Stahl bestehende Kupplungsteile 2a, 2b auf, die eine erste und eine zweite Kupplungsseite definieren. Die beiden axial – auf eine Kupplungsdrehachse bezogenzueinander beabstandeten Kupplungsteile 2a, 2b sind durch einen reifenförmigen Elastomerkörper 3 miteinander Drehmoment übertragend verbunden. Beide Kupplungsteile sind im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander gestaltet und jeweils zweiteilig ausgeführt. Jeder Kupplungsteil 2a, 2b weist einen mit einer Kupplungsnabe versehenen Ringflansch auf, der – relativ zur Kupplungsdrehachse – radial nach außen erstreckt ist. Jedem Ringflansch ist ein Druckring 5 zugeordnet.
Der reifenförmige Elastomerkörper 3 weist an seinen gegenüberliegenden Seitenflanken jeweils einen umlaufenden Einspannabschnitt 4 auf, der in montiertem Zustand der Elastomerkupplung 1 axial zwischen dem Ringflansch des entsprechenden Kupplungsteiles 2a, 2b und dem zugeordneten Druckring 5 positioniert ist. Jeder Druckring 5 weist eine der Seitenflanke und damit dem Einspannabschnitt 4 des reifenförmigen Elastomerkörpers 3 zugewandte Stirnfläche 6 auf. Die umlaufend ringstegförmige Stirnfläche 6 ist mit wellenförmigen Profilierungen 7 versehen, die gemäß den Darstellungen nach den 1 und 2 in Umfangsrichtung gleichmäßig erhaben und vertieft ausgeführt sind. Die Profilierungen 7 ergeben zusätzlich zu einem Kraftschluss, der durch ein Pressen des Druckringes 5 gegen den Einspannabschnitt 4 erfolgt, einen axialen Formschluss und erhöhen die Drehmomentübertragung zwischen den Kupplungsteilen 2a, 2b und dem Elastomerkörper 3.
Die gegenüberliegenden Seitenflanken des reifenförmigen Elastomerkörpers 3 sind im Bereich der Einspannabschnitte 4 mit einer Ringnut versehen, in die die ringstegförmige Stirnfläche 6 jedes Druckringes 5 in montiertem Zustand eintaucht (siehe 1). Die Profilierungen 7 der Stirnfläche 6 des Druckringes 5 sind derart gestaltet, dass sich in Axialrichtung höckerförmige Erhebungen ergeben, die gleichmäßig über den Umfang des Druckringes 5 verteilt angeordnet sind (siehe 2). Jeder Druckring 5 ist mit Hilfe von Schraubverbindungen axial mit dem zugehörigen Ringflansch des jeweiligen Kupplungsteiles 2a, 2b verbunden. Die Lage der Schraubverbindungen ist in 1 durch Axialbohrungen 8 angedeutet. Jeder Druckring 5 wird mittels eines geeigneten Guss- oder Schmiedewerkzeuges in einem Guss- oder Schmiedevorgang als einstückiges metallisches Bauteil, vorzugsweise aus einer Stahl- oder einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Eine Werkzeugform des entsprechenden Schmiede- oder Gusswerkzeugs ist derart gestaltet, dass bereits bei der Herstellung des jeweiligen Druckringes 5 die Profilierungen mit ausgeprägt werden. Eine nachträgliche Oberflächenbehandlung der Stirnfläche 6 in einem weiteren Verfahrensgang entfällt hierdurch. Die Werkzeugform des Guss- oder Schmiedewerkzeugs ist im Bereich der Stirnfläche des herzustellenden Druckringes mit Gegenprofilierungen versehen, die komplementär zu den Profilierungen 7 des Druckringes gestaltet sind. Dadurch werden beim Herstellen des Druckringes 5 zwangsläufig die wellenförmigen Profilierungen 7 geschaffen. Die Oberflächenrauheit im Bereich der Profilierungen 7 und der Stirnfläche 6 des Druckringes 5 entspricht der Oberflächenrauheit des Druckringes 5 nach der Entformung aus dem Guss- oder Schmiedewerkzeug. Eine nachträgliche Bearbeitung der Oberfläche des Druckringes 5 ist nicht notwendig. Jeder Druckring 5 ist bereits nach dem Guss- oder Schmiedevorgang ohne zusätzliche Oberflächenbearbeitungsschritte zur Einspannung eines entsprechenden reifenförmigen Elastomerkörpers 3 zwischen zwei Kupplungsteilen 2a, 2b einsetzbar. Die formschlüssigen Profilierungen 7 in Verbindung mit der durch den Guss- oder Schmiedevorgang erzielten Oberflächenrauheit jedes Druckringes 5 gewährleisten nach einer Montage im Bereich des jeweiligen Ringflansches des zugeordneten Kupplungsteiles 2a, 2b eine hohe Drehmomentübertragung, die bei Elastomerkupplungen gemäß dem Stand der Technik allenfalls durch nachträgliche Bearbeitungsschritte der Oberfläche eines Druckringes erzielbar sind.

Claims

Elastomerkupplung mit zwei Kupplungsteilen, zwischen denen ein reifenförmiger Elastomerkörper eingespannt ist, wobei wenigstens ein Kupplungsteil einen axial gegen einen Einspannabschnitt des Elastomerkörpers gepressten metallischen Druckring aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (5) einstückig gestaltet und an seiner dem Einspannabschnitt (4) zugewandten Stirnfläche (6) mit über den Umfang des Druckringes (5) wellenförmig gestalteten Profilierungen (7) versehen ist, die bei der Herstellung des Druckringes (5) in einem einstufigen Guss- oder Schmiedevorgang hergestellt werden.
Elastomerkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (7) – auf eine Kupplungsdrehachse bezogen – axial formschlüssig ausgeführt sind.
Elastomerkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (5) sowohl im Bereich der Profilierungen (7) als auch im Bereich seiner übrigen Oberfläche den gleichen Rauheitsgrad aufweist.
Elastomerkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kupplungsteile (2a, 2b) jeweils einen Druckring (5) aufweisen, die identisch zueinander gestaltet sind.