DE102016111272A1

DE102016111272A1 - Torsionally flexible shaft coupling

Info

Publication number: DE102016111272A1
Application number: DE102016111272.0A
Authority: DE
Inventors: Anton Sokolow
Original assignee: Hackforth GmbH and Co KG
Current assignee: Hackforth GmbH and Co KG
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: WO2017220582A1; DE102016111272B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine drehelastische Wellenkupplung (10) aufweisend eine Nabe (12) mit in Axialrichtung verlaufenden Nocken (14, 15), ein Außenteil (16), das konzentrisch zur Nabe (12) angeordnet ist und relativ zu dieser drehbar ist, eine Mehrzahl von Kammern (18), eine Mehrzahl von Rollenkörpern (20, 21, 40), die in den Kammern (18) angeordnet sind, und eine Mehrzahl von elastisch verformbaren Elementen (22), die ebenfalls in den Kammern (18) angeordnet sind. Die Nocken (14, 15), die Rollenkörper (20, 21, 40) und die elastisch verformbaren Elemente (22) sind entlang eines Kreisbogens angeordnet.The invention relates to a torsionally flexible shaft coupling (10) comprising a hub (12) with axially extending cams (14, 15), an outer part (16) which is concentric with the hub (12) and is rotatable relative thereto, a plurality chambers (18), a plurality of roller bodies (20, 21, 40) disposed in the chambers (18), and a plurality of elastically deformable elements (22) also disposed in the chambers (18). The cams (14, 15), the roller bodies (20, 21, 40) and the elastically deformable elements (22) are arranged along a circular arc.

Description

Die Erfindung betrifft eine drehelastische Wellenkupplung, insbesondere für den maritimen Einsatz. The invention relates to a torsionally flexible shaft coupling, in particular for maritime use.

Wellenkupplungen sind aus dem Stand der Technik in einer Vielzahl bekannt. Sie dienen insbesondere dazu, einen eventuell bestehenden Wellenversatz zu korrigieren, Drehzahl- und Drehmomentschwankungen auszugleichen und die Übertragung von Schwingungen zu verhindern. Hierzu weisen sie ein antriebsseitiges Kupplungsteil auf, welches beispielsweise mit einen Motor drehmomentübertragend verbindbar ist, und ein abtriebsseitiges Kupplungsteil, welches beispielsweise mit einer Arbeitsmaschine drehmomentübertragend verbindbar ist. Shaft couplings are known in the art in a variety. They are used in particular to correct any existing shaft misalignment, compensate for speed and torque fluctuations and to prevent the transmission of vibrations. For this purpose, they have a drive-side coupling part, which is connected to transmit torque, for example, with a motor, and a driven-side coupling part, which is connected to transmit torque, for example, with a working machine.

Allgemein ist bekannt, dass die Anforderungen an drehelastische Wellenkupplungen, insbesondere für Bootsantriebe, speziell sind. Hier werden insbesondere drehelastische Wellenkupplungen benötigt, die eine progressive Kennlinie aufweisen. Es wird unter anderem gefordert, dass die Wellenkupplung bei einem sehr geringen Drehmoment oder einer geringen Drehzahl ein drehweiches Verhalten aufweisen soll. Mit zunehmendem Drehmoment oder zunehmender Drehzahl wird jedoch eine erhöhte Drehsteifigkeit erforderlich. Ist die Drehelastizität der Kupplung auf das anliegende Drehmoment nicht ausreichend abgestimmt, besteht die Gefahr einer erhöhten Getriebebeanspruchung. It is generally known that the requirements for torsionally flexible shaft couplings, in particular for boat drives, are special. Here, in particular torsionally flexible shaft couplings are required, which have a progressive characteristic. Among other things, it is required that the shaft coupling should have a rotationally soft behavior with a very low torque or a low rotational speed. However, with increasing torque or increasing speed, increased torsional rigidity is required. If the rotational elasticity of the clutch is not sufficiently matched to the applied torque, there is a risk of increased transmission stress.

Die DE 10 2008 005 257 B4 beschreibt eine drehelastische Wellenkupplung mit einem ersten Kupplungselement mit einer progressiven Drehsteifigkeit und einem zweiten Kupplungselement mit linearer Drehsteifigkeit, wobei die Kupplungselemente in Serie hintereinander angeordnet sind und jedes der Kupplungselemente für das volle Nenndrehmoment des Antriebs ausgelegt ist. Nachteilig bei dieser Kupplung ist jedoch, dass die einzelnen Kupplungselemente in Radialrichtung hintereinander angeordnet sind und die Kupplung so einen verhältnismäßig großen Bauraum benötigt und sich daher nicht für Anwendungsbereiche mit begrenztem Bauraum eignet. The DE 10 2008 005 257 B4 describes a torsionally flexible shaft coupling with a first coupling element with a progressive torsional stiffness and a second coupling element with linear torsional stiffness, wherein the coupling elements are arranged in series one behind the other and each of the coupling elements is designed for the full nominal torque of the drive. A disadvantage of this coupling, however, is that the individual coupling elements are arranged one behind the other in the radial direction and the coupling thus requires a relatively large space and is therefore not suitable for applications with limited space.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine drehelastische Wellenkupplung bekannter Art, insbesondere für den maritimen Einsatz, anzugeben, die sich unter Beibehaltung der geforderten und notwendigen Eigenschaften durch einen vereinfachten und kompakteren Aufbau auszeichnet und einfach an die spezifischen Gegebenheiten anpassbar ist. It is therefore an object of the invention to provide a torsionally flexible shaft coupling of known type, in particular for maritime use, which is characterized while maintaining the required and necessary properties by a simplified and more compact design and is easily adaptable to the specific circumstances.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine drehelastische Wellenkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. This object is achieved by a torsionally flexible shaft coupling with the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the claims can also be combined with one another in any desired and technologically sensible manner and thus show further embodiments of the invention.

Eine erfindungsgemäße drehelastische Wellenkupplung umfasst eine Nabe mit in Axialrichtung verlaufenden Nocken, ein Außenteil, das konzentrisch zur Nabe angeordnet ist und relativ zu dieser drehbar ist, eine Mehrzahl von Kammern, eine Mehrzahl von Rollenkörpern, die in den Kammern angeordnet sind, und eine Mehrzahl von elastisch verformbaren Elementen, die ebenfalls in den Kammern angeordnet sind, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Nocken, die Rollenkörper und die elastisch verformbaren Elemente entlang eines Kreisbogens angeordnet sind. A torsionally flexible shaft coupling according to the invention comprises a hub with axially extending cams, an outer part concentric with the hub and rotatable relative thereto, a plurality of chambers, a plurality of roller bodies disposed in the chambers, and a plurality of elastically deformable elements, which are also arranged in the chambers, and is characterized in that the cams, the roller body and the elastically deformable elements are arranged along a circular arc.

Die erfindungsgemäße Wellenkupplung weist gegenüber dem Stand der Technik einen äußerst kompakten Aufbau auf, so dass die erfindungsgemäße Kupplung auch in Anwendungsbereichen mit begrenztem Bauraum einsetzbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Elemente zur Übertragung des Drehmoments in Umfangsrichtung, entlang eines Kreisbogens angeordnet sind. Ferner wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau erreicht, dass die Kupplung bei niedrigen Drehzahlen drehelastischer ist und bei höheren Drehzahlen drehsteifer wird. Die erfindungsgemäße Kupplung erfüllt somit die wesentlichen Voraussetzungen für den Einsatz im maritimen Bereich. The shaft coupling according to the invention has over the prior art to an extremely compact design, so that the coupling according to the invention can also be used in applications with limited space. This is inventively achieved in that the elements for transmitting the torque in the circumferential direction, are arranged along a circular arc. Furthermore, it is achieved by the construction according to the invention that the clutch is torsionally elastic at low speeds and is torsionally rigid at higher speeds. The coupling according to the invention thus fulfills the essential requirements for use in the maritime sector.

Die Kammern weisen bevorzugt eine innere und eine äußere Begrenzung auf, die planparallel zueinander angeordnet sind. Hierdurch wird ein Kammerquerschnitt erhalten, der im Wesentlichen über sein gesamtes Ausmaß eine gleichbleibende Höhe aufweist. Es ist aber auch möglich, dass der Kammerquerschnitt verjüngt ausgebildet ist. Die innere und äußere Begrenzung nähert sich dabei wenigstens in einem äußeren Bereich bzw. in einem Randbereich der Kammer aneinander an. The chambers preferably have an inner and an outer boundary, which are arranged plane-parallel to each other. As a result, a chamber cross-section is obtained which has a constant height substantially over its entire extent. But it is also possible that the chamber cross-section is tapered. The inner and outer boundary approaches each other at least in an outer region or in an edge region of the chamber.

Die Nocken können unter unterschiedlichen Winkelabständen an der Nabe angeordnet sein. Erfindungsgemäß ist dies dahingehend zu verstehen, dass der Abstand zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Nocken unterschiedlich groß ist. Der Abstand eines Nockens zu einem Nachbarnocken auf der einen Seite kann dabei größer sein als der Abstand zu einem Nachbarnocken auf der anderen Seite. Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine progressive Kennlinie der Kupplung erreicht werden. Ein Teil der Nocken lastet erst nach dem Überschreiten eines bestimmten Verdrehwinkels an den jeweils benachbarten Rollenkörpern an. Es ist aber auch grundsätzlich denkbar, dass die Nocken gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. The cams can be arranged at different angular distances on the hub. According to the invention, this is to be understood in that the distance between circumferentially adjacent cams is different. The distance between a cam and a neighboring sock on one side can be greater than the distance to a neighboring sock on the other side. By such a configuration, a progressive characteristic of the clutch can be achieved. Some of the cams load only after exceeding a certain angle of rotation of the respective adjacent reel bodies. However, it is also conceivable in principle that the cams are uniformly spaced from each other in the circumferential direction.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können die Nocken unterschiedlich ausgebildet sein. Die Nocken können sich dabei bevorzugt in ihrer Form bzw. ihren äußeren Ausmaßen voneinander unterscheiden. Es ist aber auch möglich, dass sich die Nocken durch ihren inneren Aufbau voneinander unterscheiden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass einige Nocken einen Hohlraum bzw. eine Ausnehmung aufweisen. Die Ausnehmung verläuft bevorzugt in Axialrichtung der Kupplung. Da die Nocken erfindungsgemäß unterschiedlich an der Drehmomentübertragung beteiligt sein können, sind die Festigkeits-anforderungen an die Nocken entsprechend unterschiedlich. According to one embodiment of the invention, the cams can be designed differently. The cams may preferably differ from each other in their shape or their outer dimensions. But it is also possible that the cams differ from each other by their internal structure. This can be achieved, for example, in that some cams have a cavity or a recess. The recess preferably extends in the axial direction of the coupling. Since the cams according to the invention can be involved differently in the torque transmission, the strength requirements are correspondingly different to the cam.

Vorteilhafterweise weist die Nabe eine gerade Anzahl von Nocken auf. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass bei mindestens zwei verschiedenen Ausgestaltungen der Nocken an der Nabe, jede Ausgestaltung in der gleichen Anzahl an der Wellenkupplung existiert. Advantageously, the hub has an even number of cams. This offers the particular advantage that in at least two different configurations of the cam on the hub, each embodiment in the same number at the shaft coupling exists.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens ein Nocken mit einer seiner in Umfangsrichtung weisenden Flächen an einen der Rollenkörper und mit einer anderen in Umfangsrichtung weisenden Fläche an eines der elastisch verformbaren Elemente angrenzt. Im Sinne der Erfindung ist der Begriff „angrenzen“ nicht zwingend dahingehend zu verstehen, dass sich die Nocken und die elastischen Elemente bzw. Rollenkörper immer berühren müssen. Wesentlich ist hier nur, dass sich zwischen den Nocken und den daran angrenzenden Elementen ein direkter Kontakt herstellen lässt. Idealerweise liegt eine derartige Anordnung in jeder Kammer vor, in der sich ein elastisch verformbares Element befindet. In einer Vorzugsdrehrichtung der Kupplung wird Kraft von einem Nocken in Umfangsrichtung auf den benachbarten Rollenkörper und von diesem weiter auf das Außenteil übertragen, indem der Rollenkörper an der Wandung der Kammer des Außenteils anschlägt. Entgegen der Vorzugsdrehrichtung erfolgt die Kraftübertragung von dem in die Kammer axial eingreifenden Nocken auf das darin befindliche elastisch verformbare Element (und von diesem auf das Außenteil). It is preferably provided that at least one cam with one of its circumferentially facing surfaces adjacent to one of the roller body and with another pointing in the circumferential direction surface of one of the elastically deformable elements. For the purposes of the invention, the term "adjoining" is not necessarily to be understood as meaning that the cams and the elastic elements or roller bodies must always touch each other. It is only important here that a direct contact can be established between the cams and the elements adjacent thereto. Ideally, such an arrangement is present in each chamber in which an elastically deformable element is located. In a preferred direction of rotation of the coupling force is transmitted from one cam in the circumferential direction of the adjacent roller body and from there to the outer part by the roller body abuts against the wall of the chamber of the outer part. Contrary to the preferred direction of rotation, the power transmission takes place from the axially engaging cam in the chamber on the therein elastically deformable element (and from this to the outer part).

Die erfindungsgemäßen Rollenkörper weisen bevorzugt jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Rollenkörper sind bevorzugt elastisch verformbar. Bevorzugt bestehen die Rollenkörper aus einem Gummimaterial. Die Rollenkörper können eine ballige Form aufweisen. Durch eine derartige Ausgestaltung lässt sich eine drehweiche Kupplung mit progressiver Kennlinie realisieren. Die Rollenkörper füllen in dieser Ausgestaltung die entsprechenden Kammern zunächst nicht vollständig aus. Bei Drehmomentbelastung der Kupplung kommt es zu einer zunehmenden Verformung der Rollenkörper, wobei das Gummimaterial in die freien Räume innerhalb der Kammer ausweichen kann. Wenn das Material den Raum zwischen Nocken und Kammerwandung vollständig ausfüllt, erreicht die Kupplung ihre maximale Steifigkeit. Erfindungsgemäß kann es sich bei den Rollenkörpern ferner um einfache zylinderförmige Elemente handeln. Die Kennlinie der Kupplung kann durch die Formgebung der Kammern beeinflusst werden. Prinzipiell auch vorstellbar ist, dass mehrere Rollenkörper in jeder Kammer in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind. The roller bodies according to the invention preferably each have a circular cross-section. The roller bodies are preferably elastically deformable. The roller bodies preferably consist of a rubber material. The roller bodies may have a spherical shape. Such a configuration makes it possible to realize a rotationally soft clutch with a progressive characteristic. The roller bodies fill in this embodiment, the corresponding chambers initially not completely. When torque load of the clutch, there is an increasing deformation of the roller body, wherein the rubber material can escape into the free spaces within the chamber. When the material completely fills the space between the cam and the chamber wall, the coupling achieves its maximum rigidity. Furthermore, according to the invention, the roller bodies may be simple cylindrical elements. The characteristic of the coupling can be influenced by the shape of the chambers. In principle, it is also conceivable that a plurality of roller bodies are arranged in each chamber in the circumferential direction one behind the other.

Der erfindungsgemäße Rollenkörper kann wenigstens eine Lippe aufweisen. Die Lippe erstreckt sich bevorzugt in Axialrichtung des Rollenkörpers. Die Lippe ist idealerweise aus einem nachgiebigen bzw. elastischen Material gefertigt. Wird der Rollenkörper während des Betriebs auf Druck beansprucht, verhindert die Lippe die axiale Ausdehnung des Rollenkörpers nicht. Hierdurch werden die Axialkräfte im Betrieb gering gehalten, was sich positiv auf die Belastung und Verschleiß der Systemkomponenten auswirkt. The roller body according to the invention may have at least one lip. The lip preferably extends in the axial direction of the roller body. The lip is ideally made of a resilient or elastic material. If the roller body is subjected to pressure during operation, the lip does not prevent the axial extent of the roller body. As a result, the axial forces are kept low during operation, which has a positive effect on the load and wear of the system components.

Wenigstens eine Lippe kann vorteilhafterweise an einer Stirnseite des Rollenkörpers angeordnet sein. Idealerweise verläuft die Lippe bereichsweise im Wesentlichen entlang des Umfangs des Rollenkörpers. At least one lip can advantageously be arranged on an end face of the roller body. Ideally, the lip extends in regions substantially along the circumference of the reel body.

Der Rollenkörper mit der Lippe ist bevorzugt derart ausgebildet, dass dieser im unbelasteten Zustand der Kupplung die Kammer in Axialrichtung vollständig ausfüllt. Er grenzt mit seinen Stirnseiten bzw. mit einer Stirnseite und seiner Lippe an axiale Begrenzungen der Kammern an. The roller body with the lip is preferably designed such that it completely fills the chamber in the axial direction in the unloaded state of the coupling. It adjoins with its end faces or with an end face and its lip to axial boundaries of the chambers.

Bevorzugt sind nicht alle Rollenkörper identisch ausgebildet. Die Rollenkörper können unterschiedliche Formen und/oder Materialeigenschaften (z.B. Elastizität) aufweisen. Hierdurch lässt sich die gewünschte progressive Charakteristik der Kupplung erreichen. Weist die Kupplung Rollenkörper mit einer balligen Form sowie Rollenkörper mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form auf, ist es vorteilhaft, sofern die ballig ausgebildeten Rollenkörper derart in den Kammern angeordnet sind, dass die Nocken diese bei Beaufschlagung der Kupplung mit einem Drehmoment zuerst angreifen, ehe weitere Nocken bei höheren Drehmomenten in Kontakt mit den zylinderförmigen Rollenkörpern kommen. Hierdurch wird erreicht, dass die Kupplung bei geringem Drehmoment drehweich ist. Bei höheren Drehmomenten wird die Kupplung dann steifer. Bevorzugt ist die Kupplung so ausgebildet, dass in einem nicht beanspruchten Zustand der Kupplung zwischen den Nocken und den zylinderförmig ausgebildeten Rollenkörpern ein Freiraum vorgesehen ist, dieser Freiraum sorgt dafür, dass die entsprechenden Nocken erst ab einem durch die Größe des Freiraums vorgegebenen relativen Verdrehwinkel der Nabe und des Außenteils an den diesen entsprechenden Nocken zugeordneten Rollenkörpern angreifen. Preferably, not all roller bodies are identical. The roller bodies can have different shapes and / or material properties (eg elasticity). As a result, the desired progressive characteristic of the clutch can be achieved. If the coupling has roller bodies with a spherical shape and roller bodies with a substantially cylindrical shape, it is advantageous if the ball-shaped roller bodies are arranged in the chambers in such a way that the cams first engage them with a torque when the clutch is acted upon, before further Cams come in contact with the cylindrical roller bodies at higher torques. This ensures that the clutch is rotationally soft at low torque. At higher torques, the clutch is then stiffer. Preferably, the coupling is designed so that in a non-stressed state of the coupling between the cams and the cylinder-shaped roller bodies, a free space is provided, this clearance ensures that the corresponding cams only from a predetermined by the size of the free space relative rotation angle of the hub and the exterior part attack the corresponding cams associated roller bodies.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das elastisch verformbare Element plattenförmig ausgebildet und befindet sich vorzugsweise in jeder zweiten Kammer des Außenteils. Das plattenförmige Element erstreckt sich vorteilhafterweise in radialer Richtung der Kupplung. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the elastically deformable element is plate-shaped and is preferably located in each second chamber of the outer part. The plate-shaped element advantageously extends in the radial direction of the coupling.

Bevorzugt ist das plattenförmige Element an dem Außenteil befestigt. Hierzu kann das Außenteil Nuten aufweisen, in die das plattenförmige Element mit seinen Enden eingreift. Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine sichere und feste Anordnung des elastisch verformbaren Elements in der Wellenkupplung gewährleistet. Gleichzeitig ermöglicht die endseitige Lagerung des plattenförmigen Elementes eine elastische Durchbiegung bei entsprechender relativer Verdrehung von Kupplung und Außenteil. Preferably, the plate-shaped element is attached to the outer part. For this purpose, the outer part may have grooves, in which engages the plate-shaped element with its ends. Such a configuration ensures a secure and fixed arrangement of the elastically deformable element in the shaft coupling. At the same time allows the end-side mounting of the plate-shaped element elastic deflection with appropriate relative rotation of the clutch and outer part.

Idealerweise sind die elastischen Elemente so ausgebildet und angeordnet, dass sie die Nocken auch in einem verdrehfreien Zustand der Kupplung gegen die Rollenkörper pressen. Die Nocken schlagen bevorzugt unter Vorspannung an den benachbarten Rollenkörpern an. Hierdurch erfolgt die Drehmomentübertragung spielfrei, und es wird verhindert, dass sich nachträglich ein Spiel in der Kupplung einstellt, wodurch eine optimale Drehschwingungsdämpfung nicht mehr gewährleistet wäre. Ideally, the elastic elements are designed and arranged such that they press the cams against the roller bodies even in a non-rotating state of the coupling. The cams are preferably biased against adjacent roller bodies. As a result, the torque transmission is free of play, and it is prevented that subsequently sets a game in the clutch, whereby an optimal torsional vibration damping would not be guaranteed.

Die Wellenkupplung kann eine Abdeckung aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass sie die Kammern in einer Axialrichtung wenigstens bereichsweise begrenzt. Die Abdeckung bewirkt, dass die Rollenkörper und die elastischen Elemente nicht aus den Kammern in Axialrichtung herausfallen können. Idealerweise ist die Abdeckung als Kreisring ausgebildet. Denkbar ist, dass die Abdeckung ferner radial nach innen ragende Halteabschnitte aufweist. Die Halteabschnitte sind so dimensioniert, dass sie ein Herausfallen der Rollenkörper bzw. der elastischen Elemente aus den Kammern sicher verhindern. Idealerweise ist jeder Kammer genau ein Halteabschnitt zugeordnet. Ferner kann die Abdeckung mit dem Außenteil lösbar verbunden sein. The shaft coupling may have a cover, which is designed such that it limits the chambers in an axial direction at least partially. The cover causes the roller bodies and the elastic members can not fall out of the chambers in the axial direction. Ideally, the cover is designed as a circular ring. It is conceivable that the cover also has radially inwardly projecting holding portions. The holding portions are dimensioned so that they reliably prevent falling out of the roller body or the elastic elements of the chambers. Ideally, each chamber is assigned exactly one holding section. Furthermore, the cover can be releasably connected to the outer part.

Das Außenteil selbst kann so ausgebildet sein, dass es die Kammern wenigstens bereichsweise in einer Axialrichtung begrenzt. Hierzu kann das Außenteil kreisringförmig ausgebildet sein. Der kreisringförmig ausgebildete Teil des Außenteils liegt dabei bevorzugt in Axialrichtung an den Rollenkörpern und an den elastisch verformbaren Elementen an und führt diese somit. The outer part itself can be designed so that it limits the chambers at least partially in an axial direction. For this purpose, the outer part may be annular. The annular part of the outer part is preferably in the axial direction of the roller bodies and on the elastically deformable elements and thus leads them.

Bevorzugt ist das Außenteil weiter so ausgestaltet, dass es die radial inneren und äußeren Begrenzungen der Kammern und bevorzugt auch die zur Drehmomentübertragung benötigten Begrenzungen der Kammern in Umfangsrichtung bildet. Dies bietet den Vorteil, dass nur wenige Bauteile für die erfindungsgemäße Kupplung benötigt werden. Die inneren und äußeren Begrenzungen können dadurch erhalten werden, dass das Außenteil zwei im Wesentlichen zylindrische Abschnitte aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind. Der innere Abschnitt bildet dabei die innere Begrenzung der Kammern und der äußere Abschnitt die äußere Begrenzung. Die Abschnitte können aber auch so ausgebildet sein, dass sich die Kammern verjüngen. Hierbei nähern sich wenigstens der äußere Abschnitt und der innere Abschnitt im Randbereich der Kammer aneinander an. Durch eine derartige Ausgestaltung lässt sich die progressive Charakteristik der Kupplung weiter einstellen. Wenigstens ein Abschnitt kann dabei einen kegelförmigen Verlauf aufweisen. Preferably, the outer part is further configured such that it forms the radially inner and outer boundaries of the chambers and preferably also the required for torque transmission limitations of the chambers in the circumferential direction. This offers the advantage that only a few components are required for the coupling according to the invention. The inner and outer boundaries can be obtained by the outer part having two substantially cylindrical portions arranged coaxially with each other. The inner portion forms the inner boundary of the chambers and the outer portion of the outer boundary. However, the sections can also be designed so that the chambers are tapered. In this case, at least the outer portion and the inner portion approach each other in the edge region of the chamber. By such a configuration, the progressive characteristic of the clutch can be further adjusted. At least one section may have a conical shape.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind. The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. It should be noted that the figures show a particularly preferred embodiment of the invention. However, the invention is not limited to the embodiment shown. In particular, the invention includes, as far as is technically feasible, any combination of the technical features that are listed in the claims or described in the description as being relevant to the invention.

Es zeigen: Show it:

1 perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Außenteils mit darin angeordneten Rollenkörpern und elastisch verformbaren Elementen, 1 Perspective view of the outer part according to the invention with roller bodies and elastically deformable elements arranged therein,

2 perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Nabe mit Rollenkörpern und elastisch verformbaren Elementen, 2 Perspective view of a hub according to the invention with roller bodies and elastically deformable elements,

3 perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Außenteils, 3 Perspective view of an outer part according to the invention,

4 perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung (ohne Darstellung der Nabe), 4 perspective view of a shaft coupling according to the invention (without representation of the hub),

5 perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rollenkörpers in einer Ausgestaltung. 5 Perspective view of a roller body according to the invention in one embodiment.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein Außenteil 16 einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung, mit darin angeordneten Rollenkörpern 20, 21 und elastisch verformbaren Elementen 22 in einer Ausgestaltung. Das Außenteil 16 weist eine Mehrzahl von Kammern 18 auf, in denen die Rollenkörper 20, 21 und die elastisch verformbaren Elemente 22 angeordnet sind. Die Kammern 18 sind in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet. 1 shows a perspective view of an outer part 16 a shaft coupling according to the invention, with roller bodies arranged therein 20 . 21 and elastically deformable elements 22 in one embodiment. The outer part 16 has a plurality of chambers 18 on, in which the reel body 20 . 21 and the elastically deformable elements 22 are arranged. The chambers 18 are arranged one behind the other in the circumferential direction.

Die Rollenkörper 20, 21 sind bevorzugt elastisch verformbar und bestehen vorteilhafterweise aus einem Gummimaterial. Ein Teil der in 1 dargestellten Rollenkörper 20 weist eine ballige Form auf. Darunter wird erfindungsgemäß z.B. auch eine Form verstanden, bei der die Rollenkörper 20 kegelförmige äußere und zylindrische innere Abschnitte aufweisen. Die Rollenkörper 20 füllen in dieser Ausgestaltung die entsprechenden Kammern 18 nicht vollständig aus, so dass bei einer Verformung das Gummimaterial jeweils in die freien Räume innerhalb der Kammer 18 ausweichen kann. Die anderen in 1 dargestellten Rollenkörper 21 weisen eine im Wesentlichen rein zylindrische Form auf. The reel body 20 . 21 are preferably elastically deformable and advantageously consist of a rubber material. Part of the in 1 shown roller body 20 has a spherical shape. By this is understood according to the invention, for example, a form in which the roller body 20 have conical outer and cylindrical inner portions. The reel body 20 fill in this embodiment, the corresponding chambers 18 not completely out, so that with a deformation the rubber material in each case into the free spaces within the chamber 18 can dodge. The others in 1 shown roller body 21 have a substantially purely cylindrical shape.

Das elastisch verformbare Element 22 besteht bevorzugt aus einem elastischen Material. Ferner ist das elastisch verformbare Element 22 plattenförmig ausgebildet. Es erstreckt sich in radialer Richtung der Kupplung 10. Das elastisch verformbare Element 22 ist an dem Außenteil 16 befestigt. Hierzu weist das Außenteil 16 Nuten 26 auf. Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine feste Anordnung des elastisch verformbaren Elements 22 in der Wellenkupplung 10 bzw. im Außenteil 16 gewährleistet, wobei es sich zwischen den endseitigen Halterungen elastisch durchbiegen kann. The elastically deformable element 22 is preferably made of an elastic material. Furthermore, the elastically deformable element 22 plate-shaped. It extends in the radial direction of the coupling 10 , The elastically deformable element 22 is on the outer part 16 attached. For this purpose, the outer part 16 groove 26 on. By such a configuration is a fixed arrangement of the elastically deformable element 22 in the shaft coupling 10 or in the outer part 16 ensured, where it can bend elastically between the end brackets.

In 1 befindet sich nur in jeder zweiten Kammer 18 ein elastisch verformbares Element 22. In den Kammern 18 mit elastisch verformbaren Elementen 22 ist zudem jeweils ein ballig ausgebildeter Rollenkörper 20 angeordnet. In 1 is only in every other chamber 18 an elastically deformable element 22 , In the chambers 18 with elastically deformable elements 22 is also in each case a crowned trained roller body 20 arranged.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Nabe 12 mit Rollenkörpern 20, 21 und elastisch verformbaren Elementen 22. Die Nabe 12 weist eine Mehrzahl von in Axialrichtung der Kupplung 10 verlaufenden Nocken 14, 15 auf. Die Nocken 14, 15 sind in Umfangrichtung beabstandet voneinander angeordnet. Die Nocken 14, 15 greifen im zusammengebauten Zustand der Kupplung axial in die Kammern 18 am Außenteil 16 gemäß 1, und zwar jeweils in den Zwischenraum zwischen Rollenkörper 20, 21 und elastischem Element 22, ein. 2 shows a perspective view of the hub according to the invention 12 with roller bodies 20 . 21 and elastically deformable elements 22 , The hub 12 has a plurality of in the axial direction of the coupling 10 extending cam 14 . 15 on. The cams 14 . 15 are arranged spaced apart in the circumferential direction. The cams 14 . 15 engage in the assembled state of the coupling axially into the chambers 18 on the outer part 16 according to 1 , in each case in the space between the roller body 20 . 21 and elastic element 22 , one.

Bevorzugt sind die Nocken 14, 15 nicht alle gleich ausgebildet. Während ein Teil der Nocken 14 massiv ausgebildet ist, weist der andere Teil der Nocken 15 Ausnehmungen 24 auf. The cams are preferred 14 . 15 not all trained the same. While a part of the cams 14 is solid, the other part of the cam 15 recesses 24 on.

Die Nocken 14, 15 sind unter unterschiedlichen Winkelabständen (α, β) an der Nabe 12 angeordnet. Der Abstand eines Nockens 15 zu einem Nachbarnocken 14 auf der einen Seite ist dabei größer (β) als der Abstand zu einem Nachbarnocken 14 auf der anderen Seite (α). Durch diese Ausgestaltung kann eine progressive Charakteristik der Kupplung erreicht werden, da ein Teil der Nocken 14 erst nach dem Überschreiten eines bestimmten Verdrehwinkels an den jeweils benachbarten Rollenkörpern 21 angreift. The cams 14 . 15 are at different angular distances (α, β) at the hub 12 arranged. The distance of a cam 15 to a neighbor socks 14 on the one hand, this is larger (β) than the distance to a neighboring sock 14 on the other side (α). By this configuration, a progressive characteristic of the clutch can be achieved because a part of the cam 14 only after the exceeding of a certain angle of rotation at the respectively adjacent roller bodies 21 attacks.

Bevorzugt können einige der Nocken 15 mit einer ihrer in Umfangsrichtung weisenden Fläche an einen der Rollenkörper 20 und mit der anderen in Umfangsrichtung weisenden Fläche an eines der elastisch verformbaren Elemente 22 angrenzen. Vorteilhaft ist dabei das elastisch verformbare Element 22 so angeordnet, dass es den Nocken 15 auch in einem verdrehfreien Zustand der Kupplung 10 gegen den Rollenkörper 20 presst. Die Nocken 15 greifen hierbei bevorzugt unter Vorspannung an den benachbarten Rollenkörpern 20 an. Preferably, some of the cams 15 with one of its circumferentially facing surface to one of the reel body 20 and with the other circumferentially facing surface on one of the elastically deformable elements 22 adjoin. The elastically deformable element is advantageous 22 arranged so that it is the cam 15 even in a non-rotating state of the clutch 10 against the reel body 20 pressed. The cams 15 In this case, they preferably grip under tension on the adjacent roller bodies 20 at.

Die Kupplung gemäß 2 ist bevorzugt so ausgebildet, dass sich in einem verdrehfreien Zustand zwischen wenigstens einem Nocken 14 und einem benachbarten Rollenkörper 21 ein Freiraum 28 befindet. Hierdurch ist es möglich, dass der Nocken 14 erst nach einem bestimmten Verdrehwinkel an dem Rollenkörper 20 angreift. The coupling according to 2 is preferably designed so that in a non-rotating state between at least one cam 14 and an adjacent reel body 21 a free space 28 located. This makes it possible that the cam 14 only after a certain angle of rotation of the reel body 20 attacks.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Außenteils 16. Das Außenteil 16 ist so ausgebildet, dass es die Kammern 18 in einer Axialrichtung begrenzt. Das Außenteil 16 ist im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet. Die Rückwand des Kreisrings 42 liegt in Axialrichtung an den Rollenkörpern 20, 21 und an den elastisch verformbaren Elementen 22 an und führt bzw. hält diese in Axialrichtung. Das Außenteil 16 kann ein Guss- oder Frästeil sein, wobei die Kammern 18 darin gleichsam als einseitig offene Mulden ausgebildet sind. Das Außenteil 16 weist zwei im Wesentlichen zylindrische Abschnitte 44, 46 auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Der innere Abschnitt 46 bildet dabei die innere Begrenzung der Kammern 18 und der äußere Abschnitt 44 die äußere Begrenzung. Die Abschnitte 44, 46 können aber auch so ausgebildet sein, dass sich die Kammern verjüngen. Hierdurch lässt sich die progressive Charakteristik der Kupplung weiter einstellen. Wenigstens ein Abschnitt 44, 46 kann einen kegelförmigen Verlauf aufweisen. Die Abschnitte 44, 46 weisen eine Mehrzahl von Nuten 26 zur Aufnahme der elastisch verformbaren Elemente 22 auf. Bevorzugt ist eine Nut 26 an dem äußeren Abschnitt genau einer Nut an dem inneren Abschnitt zugeordnet. 3 shows a perspective view of the outer part according to the invention 16 , The outer part 16 is designed to be the chambers 18 limited in an axial direction. The outer part 16 is formed substantially circular. The back wall of the annulus 42 lies in the axial direction of the roller bodies 20 . 21 and on the elastically deformable elements 22 and leads or holds them in the axial direction. The outer part 16 may be a cast or milled part, with the chambers 18 are formed as it were unilaterally open troughs. The outer part 16 has two substantially cylindrical sections 44 . 46 on, which are arranged coaxially with each other. The inner section 46 forms the inner boundary of the chambers 18 and the outer section 44 the outer boundary. The sections 44 . 46 but can also be designed so that the chambers rejuvenate. As a result, the progressive characteristic of the clutch can be further adjusted. At least a section 44 . 46 may have a conical shape. The sections 44 . 46 have a plurality of grooves 26 for receiving the elastically deformable elements 22 on. Preferred is a groove 26 at the outer portion exactly associated with a groove on the inner portion.

Die Kammern 18 weisen zudem seitliche Begrenzungen auf. Die seitlichen Begrenzungen werden ebenfalls durch das Außenteil 18 gebildet, und zwar durch in Radialrichtung der Kupplung verlaufende Stege 48, die die zylinderförmigen Abschnitte 44, 46 miteinander verbinden. Die den Kammern zugewandten Flanken der Stege 48 greifen ihrerseits an den Rollenkörpern 20, 21 zur Drehmomentübertragung an. The chambers 18 also have lateral boundaries. The lateral boundaries are also through the outer part 18 formed, by extending in the radial direction of the coupling webs 48 holding the cylindrical sections 44 . 46 connect with each other. The chambers facing flanks of the webs 48 attack for their part the reel bodies 20 . 21 for torque transmission.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Wellenkupplung 10 unter Weglassung der Nabe 12 zum Zwecke der besseren Erkennbarkeit. Die Wellenkupplung 10 weist eine Abdeckung 30 auf, die so ausgebildet ist, dass sie die Kammern 18 in einer Axialrichtung wenigstens bereichsweise begrenzt. Die Abdeckung 30 sorgt dafür, dass die Rollenkörper 20, 21 und die elastischen Elemente 22 nicht aus den Kammern 18 in Axialrichtung herausfallen können und in diesen während des Einsatzes der Kupplung 10 sicher verbleiben. Die Abdeckung 30 ist im Wesentlichen als Kreisring ausgebildet und weist nach innen 32 und nach außen 34 ragende Halteabschnitte auf. Die inneren Halteabschnitte 32 sind so dimensioniert, dass sie ein Herausfallen der Rollenkörper 20, 21 bzw. der elastischen Elemente 22 aus den Kammern 18 verhindern. Idealerweise ist jeder Kammer 18 genau ein innerer Halteabschnitt 32 zugeordnet. Über die äußere Halteabschnitte 34 kann die Abdeckung 30 mit dem Außenteil 16 verbunden werden. Hierzu weist sie Bohrungen 36 für Schrauben auf, die mit entsprechenden Bohrungen 38 im Außenteil 16 korrespondieren. 4 shows a perspective view of the shaft coupling according to the invention 10 omitting the hub 12 for the purpose of better recognizability. The shaft coupling 10 has a cover 30 on, which is designed to hold the chambers 18 limited in an axial direction at least partially. The cover 30 ensures that the reel body 20 . 21 and the elastic elements 22 not from the chambers 18 can fall out in the axial direction and in this during the use of the clutch 10 remain safe. The cover 30 is essentially designed as a circular ring and faces inwards 32 and to the outside 34 protruding holding sections. The inner holding sections 32 are dimensioned so that they fall out of the reel body 20 . 21 or the elastic elements 22 from the chambers 18 prevent. Ideally, every chamber 18 exactly an inner holding section 32 assigned. About the outer holding sections 34 can the cover 30 with the outer part 16 get connected. For this she has holes 36 for screws with corresponding holes 38 in the outer part 16 correspond.

5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rollenkörpers 40 in einer Ausgestaltung. Der Rollenkörper 40 weist zwei Lippen 50‘, 50‘‘ auf. Die Lippen 50‘, 50‘‘ erstrecken sich von einer Stirnseite des Rollenkörpers 40 in Axialrichtung des Rollenkörpers und verlaufen dabei im Wesentlichen entlang des Umfangs des Rollenkörpers 40. Die Lippen 50‘, 50‘‘ sind aus einem nachgiebigen bzw. elastischen Material. Wird der Rollenkörper während des Betriebs auf Druck beansprucht, dann verhindert die Lippe die axiale Ausdehnung des Rollenkörpers nicht. 5 shows a perspective view of a roller body according to the invention 40 in one embodiment. The reel body 40 has two lips 50 ' . 50 '' on. The lips 50 ' . 50 '' extend from an end face of the reel body 40 in the axial direction of the roller body and thereby run substantially along the circumference of the roller body 40 , The lips 50 ' . 50 '' are made of a resilient or elastic material. If the roller body is subjected to pressure during operation, then the lip does not prevent the axial extent of the roller body.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: drehelastische Wellenkupplung torsionally flexible shaft coupling
12 12: Nabe hub
14 14: Nocken (massiv) Cam (solid)
15 15: Nocken (Vertiefung) Cam (recess)
16 16: Außenteil outer part
18 18: Kammer chamber
20 20: Rollenkörper (ballige Form) Rolling body (spherical shape)
21 21: Rollenkörper (zylindrische Form) Rolling body (cylindrical shape)
22 22: elastisch verformbares Element elastically deformable element
24 24: Ausnehmung Nocken Recess cam
26 26: Nut Außenteil Groove outer part
28 28: Freiraum free space
30 30: Abdeckung cover
32 32: nach innen ragender Halteabschnitt inward holding section
34 34: nach außen ragender Halteabschnitt outwardly projecting holding section
36 36: Bohrung Abdeckung Bore cover
38 38: Bohrung Außenteil Bore outer part
40 40: Rollenkörper (Lippe) Rolling body (lip)
42 42: Kreisring Außenteil Circular ring outer part
44 44: äußerer zylindrischer Abschnitt Außenteil outer cylindrical section outer part
46 46: innerer zylindrischer Abschnitt Außenteil inner cylindrical section outer part
48 48: Steg Außenteil Bridge outer part
50 50: Lippe lip

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008005257 B4 [0004]

Claims

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) - a hub ( 12 ) with axially extending cams ( 14 . 15 ), - an outer part ( 16 ) concentric with the hub ( 12 ) is arranged and is rotatable relative to this, - a plurality of chambers ( 18 ), - a plurality of reel bodies ( 20 . 21 . 40 ), which are in the chambers ( 18 ) are arranged, and - a plurality of elastically deformable elements ( 22 ), also in the Chambers ( 18 ), characterized in that the cams ( 14 . 15 ), the roller bodies ( 20 . 21 . 40 ) and the elastically deformable elements ( 22 ) are arranged along a circular arc.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the cams ( 14 . 15 ) at different angular distances (α, β) at the hub ( 12 ) are arranged.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the cams ( 14 . 15 ) are formed differently.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the cams ( 14 . 15 ) an axially extending recess ( 24 ) exhibit.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one cam ( 14 . 15 ) with one of its circumferentially facing surfaces to one of the roller body ( 20 . 21 . 40 ) and with another circumferentially facing surface on one of the elastically deformable elements ( 22 ) adjoins.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the roller bodies ( 20 ) is formed spherical.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one roller body ( 40 ) a lip ( 50 ) having.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the roller bodies ( 20 . 21 . 40 ) are formed differently

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastically deformable element ( 22 ) is plate-shaped and extends in the radial direction.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to the preceding claim, characterized in that the outer part ( 16 ) Grooves ( 26 ) into which the elastically deformable element ( 22 ) intervenes.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to claim 9 or 10, characterized in that at least one of the elastically deformable elements ( 22 ) the adjacent cam ( 14 . 15 ) in a non-rotating state of the coupling ( 10 ) against the adjacent roll body ( 20 . 21 . 40 ) presses.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in an unclaimed state of the coupling ( 10 ) between at least one cam ( 14 . 15 ) and an adjacent roll body ( 20 . 21 . 40 ) a free space ( 28 ) or gap is located.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft coupling ( 10 ) a cover ( 30 ), the chambers ( 18 ) is limited in an axial direction at least partially.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer part ( 16 ) is designed so that it is the chambers ( 18 ) At least partially limited in an axial direction.

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer part ( 16 ) is formed so that it inner and outer boundaries of the chamber ( 18 ).

Torsionally flexible shaft coupling ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer part ( 16 ) has a plurality of depressions, the chambers ( 18 ) of the shaft coupling ( 10 ) form.