DE3621188A1 - Elastische kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung mit einem elastischen Scheibenkörper insbesondere aus faserverstärk­ tem Kunststoff, der in einer senkrecht zur Drehachse liegenden Ebene mit einer Ringfläche und dazu radialen Zungen ausgebildet ist. Derartige Kupplungen sind zum Ausgleich kleiner Lageabweichungen, insbesondere Winkel- und Axialabweichungen geeignet, wie sie in vielen Antriebssträngen, z.B. in Längswellen von Kraftfahrzeugen, ausgeglichen werden müssen.

Aus der DE-OS 24 53 688 sind Kupplungen mit Lamellen von im wesentlichen ringförmiger Form bekannt, bei denen in einigen Ausführungen die Befestigungslöcher für anschließende Antriebs- und Abtriebselemente an den Enden radialer Zungen auf einem gemeinsamen Kreisdurchmesser angeordnet sind. Hierbei werden die Zungen abwechselnd mit einem der beiden Antriebselemente verbunden. Nachteilig hierbei ist die Art der Verformung bei Lageabweichungen, die zu einer in Lamellenebene gesehen wellenartigen Ausformung der Ringfläche führt, was starke Spannungen und große Verformungsarbeit im Material verursacht. Für faserverstärkten Kunststoff dürften derartige Belastungszustände schwerer aufzufangen sein als für Stahllamellen. Eine weitere Einschränkung bei einer Übertragung dieser Lamellenform auf Kunststofflamellen besteht darin, daß die Bohrungen in den Enden der Zungen eine wesentliche Schwächung darstellen, insbesondere den Faserverlauf der Armierung stören und somit im Bereich der Befestigungsbohrungen die Gefahr eines Ausbrechens und Einreißens besteht. Für faserverstärkte Kunststoffscheiben ist die gezeigte Lamellenform somit nicht geeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Kupplung zu schaffen, deren Scheibenform und deren Anbindung der Scheiben an die Antriebselemente insbesondere für faserverstärktes Kunststoffmaterial geeig­ net ist und bei der günstige einfache Verformungszustände bei Lageabweichungen auftreten, so daß nur geringe Verfor­ mungsarbeit mit entsprechenden Verlusten aufzunehmen ist.

Die Lösung besteht darin, eine Kupplung der eingangs ge­ nannten Art so auszubiIden, daß ein Formteil, insbesondere aus Blech, die radialen Zungen in Umfangsrichtung und in Achsrichtung an ihren Enden formschlüssig umfaßt und eine Nabe zur Befestigung eines Antriebselementes aufweist. Hierdurch wird erfindungsgemäß eine Materialschwächung im Bereich der Zungenenden vermieden und eine im Vergleich zu Schraub- oder Bolzenverbindungen verbilligte Anschlußmög­ lichkeit für eines der sich anschließenden Antriebsteile geschaffen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Befesti­ gung eines zweiten Antriebselementes im Bereich der Ring­ fläche, wobei hier aufgrund der Ringform, die größere Festigkeit garantiert, eine konventionelle Anbindung mittels Schraubbolzen oder Nieten erfolgen kann. Nach einer ersten günstigen Ausgestaltung können hierbei die Ringfläche und die an dieser vorgesehenen Befestigungs­ elemente auf einem geringeren Durchmesser liegen, von dem aus sich die Zungen radial nach außen erstrecken. Dies erleichtert die Verbindung des Formteils mit den Zungen.

Auch lassen sich hiermit zwei im wesentlichen gleichartige Nabengrößen für den Anschluß der Antriebselemente darstel­ len.

Eine andere, in anderer Hinsicht vorteilhafte Ausgestal­ tung geht dahin, daß der Ringkörper mit seinen Befesti­ gungsstellen außen liegt und sich die Zungen radial nach innen erstrecken. Hierdurch verteilen sich die zur Drehmo­ mentübertragung notwendigen Befestigungspunkte am Ring­ körper auf einen größeren Umfang, so daß beispielsweise größere Abstände entstehen oder eine größere Anzahl von kleineren Befestigungselementen mit entsprechend vernach­ lässigbarer Schwächung des Scheibenmaterials verwendet werden können.

Es ist selbstverständlich auch möglich, radial nach innen und nach außen gerichtete Zungen an dem Scheibenkörper zu verwenden, die dann jeweils formschlüssig mit einem Form­ teil verbunden werden können. Hierbei kann es günstig sein, anstelle eines auf mittlerem Durchmesser liegenden geschlossenen Ringes die Ringform teilweise aufzulösen und ein über den Umfang zickzack-förmiges Band als Scheiben­ körper zu verwenden, wobei jeweils die breit ausgeführten Spitzen von zwei Formteilen eingefaßt werden können.

Die Ausgestaltung des Formteils geht bevorzugt dahin, daß an einem radialen oder leicht konischen Ringteil eine axial gerichtete Bördelung vorgesehen ist, die die ra­ dialen Stirnflächen der Zungen umfaßt, und daß die Börde­ lung zwischen den Zungen radial nach innen eingezogen ist, wobei die Bördelung etwa Keilwellenprofil annimmt. Hiermit ist eine Ausgestaltung gegeben, mit der alle Umfangs­ kräfte, d.h. das gesamte Drehmoment, mittels Formschluß von den Zungen auf das Formteil übertragen werden, wobei sich innen an die radiale oder konische Ringfläche eine Nabe anschließen kann, die ebenfalls noch Bestandteil des Formteils ist. Die Zungenenden können mit Nieten oder Schrauben an dem Formteil befestigt sein, so daß Verfor­ mungen der Zungenenden aus der Ebene des Scheibenkörpers heraus ausschließlich durch Zugbelastung dieser Befesti­ gungselemente übertragen werden können. Eine bevorzugte Weiterbildung geht jedoch dahin, an dem Formteil im Be­ reich der Stirnflächen der Zungen Laschen an der Bördelung vorzusehen, die nach innen oder außen umgebogen sind, um die Zungen im Längsschnitt U-förmig zu umfassen. Nach dieser sinnvollen Weiterbildung werden alle Verformungen der Zungen mittels formschlüssiger Verbindung auf die Nabe am Formteil übertragen. In den aus dem Blechteil gebilde­ ten Nabenkörper kann eine massive Nabe mit Keilwellenpro­ fil oder dergleichen eingeklebt oder eingelötet werden, während - wie bereits erwähnt - die Nabe für das entge­ gengesetzte Antriebsteil in der Regel konventionell be­ festigt sein kann oder aber auch bei der Herstellung des Scheibenkörpers unmittelbar eingeformt oder angeformt werden kann. Insbesondere kann beispielsweise diese zweite Nabe einen dünnwandigen Flansch aufweisen, der zwischen einzelne Schichten des Scheibenkörpers eingeformt bzw. eingeklebt ist.

Während bei geringen Drehmomenten der Scheibenkörper als geschlossenes dünnwandiges Element ausgebildet sein kann, bietet sich bei größeren Drehmomenten ein Aufbau aus mehreren Scheiben von gleicher Fläche an, die gemeinsam von dem Formteil eingefaßt sind, wobei insbesondere ein Kontakt bzw. eine gegenseitige Abstützung nur im Bereich der Ringfläche und der Zungenenden erfolgen kann. Diese Ausgestaltung ist durch den Einsatz von Zwischenelementen oder durch verdickte Ausbildung der Scheiben in diesen Bereichen möglich.

Insbesondere für Kupplungen kleineren Durchmessers mit ra­ dial nach außen gerichteten Zungen kann es günstig sein, die innere Ringfläche zu einer geschlossenen Kreisfläche abzuwandeln, um eine ausreichende Steifigkeit in diesem Bereich herzustellen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in axialer Ansicht und im Längsschnitt jeweils in Halbdarstellungen gezeigt. Die Abweichungen zwischen der oberen und der unteren Ausführung sind gering.

Der Scheibenkörper 1, der aus einem inneren Ringkörper 2 und radial nach außen gerichteten Zungen 3 besteht, ist aus drei einzelnen Scheiben 1 a, b, c aufgebaut, die im Bereich der Ringfläche 2 und an den Enden der Zungen 3 verstärkt sind und aneinander anliegen. Eine Nabe 4 ist jeweils mittels Nieten 5 im Bereich der Ringfläche 2 angesetzt, wobei die Nabe nach der oberen Darstellung eine Innenverzahnung 6 und einen Ringflansch 14 aufweist. Die äußeren Enden der Zungen 3 werden von einer axialen Umbördelung 7 eines Formteils 13 umfaßt, an die sich im Bereich der Zungen 3 jeweils zur U-Form nach innen ab­ gewinkelte Laschen 9 befinden, die die Enden der Zungen 3 in Achsrichtung halten. Die Umbördelung 7 ist zwischen den Laschen 9 jeweils radial nach innen eingezogen. An die im wesentlichen radiale, ggfs. leicht konische Ringfläche 8 des Formteils 13 schließt sich innen ein Nabenansatz 10 an, wobei in der Ausführung nach der unteren Darstellung eine massive Nabe 11 mit Innenverzahnung 12 in diese Buchse eingesetzt ist.

• Bezugszeichenliste  1 Scheibenkörper
   2 Ringkörper
   3 Zungen
   4 Nabe
   5 Nieten
   6 Innenverzahnung
   7 Umbördelung
   8 Ringfläche
   9 Lasche
  10 Nabenansatz
  11 Nabe
  12 Innenverzahnung
  13 Formteil
  14 Ringflansch

Claims (13)

1. Elastische Kupplung mit einem elastischen Scheibenkör­ per, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, der in einer senkrecht zur Drehachse liegenden Ebene in einer Ringfläche mit radialen Zungen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formteil (13) die radialen Zungen (3) in Um­ fangsrichtung und in Achsrichtung an ihren Enden formschlüssig umfaßt und eine Nabe (10) zur Befesti­ gung eines ersten Antriebselementes aufweist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zungen (3) von der Ringfläche (2) aus radial nach außen erstrecken und die innenliegende Ringfläche (2) zur Befestigung eines zweiten Antriebs­ elementes vorgesehen ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zungen (3) von der Ringfläche (2) aus radial nach innen erstrecken und die außenliegende Ringfläche (2) zur Befestigung eines zweiten Antriebs­ elementes vorgesehen ist.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (3) von der Ringfläche (2) aus sowohl nach radial innen als auch nach radial außen gerichtet sind, wobei insbesondere die Ringfläche (2) über dem Umfang zickzack-förmig verläuft, und ein zweites Form­ teil mit einer Nabe zur Befestigung eines zweiten An­ triebselementes vorgesehen ist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (13) an einem radialen Ringteil (8) eine axial gerichtete Bördelung (7) aufweist, die die radialen Stirnflächen der Zungen (3) umfaßt und zwi­ schen den Zungen (3) radial nach innen eingezogen ist, wobei sich etwa ein Keilwellenprofil der Bördelung (7) ergibt.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (13) im Bereich der Stirnflächen der Zungen (3) an der Bördelung (7) umgebogene Laschen (9) aufweist, wobei die Zungen (3) im Längsschnitt insge­ samt U-förmig eingefaßt sind.

7. Kupplung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (13) im Anschluß an das Ringelement (8) zu einem im wesentlichen zylindrischen Nabenansatz (10) ausgebildet ist.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nabenansatz (10) ein massiver Nabenkörper (11), insbesondere mit Keilwellen- oder Kerbzahnprofil (12) eingesetzt ist.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einzelne aufeinanderliegende Scheiben (1 a, 1 b, 1 c) von gleicher Flächenform den Scheibenkörper (1) bilden und gemeinsam vom Formteil (13) eingefaßt sind.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Scheiben (1 a, 1 b, 1 c) des Scheiben­ körpers (1) nur im Bereich der Ringfläche (2) und der Enden der Zungen (3) durch Zwischenstücke oder Ver­ stärkungen gegenseitig abgestützt sind und dazwischen berührungsfrei übereinanderIiegen.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nabenkörper (4) an den Ringbereich (2) des Scheibenkörpers (1) mittels Schrauben oder Nieten (5) angesetzt ist.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nabenkörper (4) mit einem Flansch (14) an den Ringbereich (2) angeformt oder in diesen eingeformt ist.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ringfläche (2) Teil einer geschlossenen Kreisscheibe ist.