DE2622003C3

DE2622003C3 - Elastische Wellenkupplung, insbesondere Kardanwellen-Kupplung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2622003C3
Application number: DE2622003A
Authority: DE
Inventors: Bruno 7120 Bietigheim Beeskow; Rudolf Dipl.-Phys. Dr. 7300 Esslingen Hoernig; Guenter 7053 Rommelshausen Woerner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-05-18
Filing date: 1976-05-18
Publication date: 1980-07-03
Also published as: IT1079625B; GB1582208A; JPS52140758A; US4182139A; FR2352210A1; DE2622003A1; DE2622003B2; SE432295B; SE7705847L; FR2352210B1; JPS5637449B2

Description

45

Die Erfindung betrifft eine elastische Wellenkupplung, insbesondere eine Kardanwellenkupplung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten elastischen Wellenkupplung dieser Art (DE-PS 377704) ist einerseits über die unmittelbar über die Bolzen laufenden Bandschlingen unter Last im Regelfall eine selbsttätige Zentrierung gegeben und es ist andererseits zusätzlich über die « zentrale Abstützung, die die Funktion eines Kardangelenkes ausübt, auch für den unbelasteten Zustand diese Zentrierung sichergestellt. Torsionsschwingungen, insbesondere aber Biege- oder Radialschwingungen, werden bei einer derartigen Ausgestaltung einer μ Wellenkupplung weitgehend ungedämpft übertragen Und können daher den Fahrkomfort beeinträchtigen,

Durch die Erfindung soll eine Wellenkupplung der eingangs genannten Art nun dahingehend ausgestaltet werden, daß ungeachtet der für die sichere Übertiagung des jeweiligen Drehmomentes notwendigen Torsionssteif igkeit und ungeachtet der im Hinblick auf eine möglichst exakte Zentrierung notwendigen Biege- bzw. Radialsteifigkeit sowohl Torsions- als auch Radialschwingungen in dem für einen hohen Fahrkomfort erforderlichen Maße gedämpft werden.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer elastischen Wellenkupplung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.

Die Anordnung elastischer Aufnahmehülsen zwischen Anschlußbolzen und Bandschlingen hat dabei nicht nur eine Dämpfung bezüglich Torsionsschwingungen zur Folge, sondern erbringt trotz Zentrierung unter Last gleichzeitig auch die Nachgiebigkeit, die im Hinblick auf die Dämpfung von Radialschwingungen erforderlich ist. Diese Dämpfung wird dabei durch die zusätzliche zentrale Abstützung nicht beeinträchtigt, da diese durch ihre spezielle Ausgestaltung im Hinblick auf Schwingungen um die Zentrallage ein weiches Ansprechverhalten zeigt, so daß trotz der gegebenen Parallelschaltung und zentraler Abstützung und Zentrierung über die Bandschlingen eine gute radiale Dämpfung erreichbar ist.

Elastische Wellenkupplungen, bei denen über die Kupplungshältten symmetrisch verteilt achsparallele Anschlußbolzen unter Zwischenschaltung von elastischen, ummantelten Aufnahmehülsen in entsprechende Bohrungen einer zwischen den Kupplungshälften angeordneten Kupplungsscheibe eingreifen, sind an sich bekanr.i (deutsche Patentanmeldung S 23936-47c). Die elastischen Einlagen der Aufnahmehülsen sind dabei radial innen und außen mit bogenförmigen Aussparungen versehen. Solche Aussparungen ermöglichen nun zwar einen gewissen Abgleich bei Abweichungen in der Winkellage der Wellenachsen wie auch bei einem gewissen radialen Versatz derselben. Mit dem Abgleich solcher Abweichungen oder Versetzungen ist infolge des Umlaufs der Wellenkupplung im Betrieb zwangsläufig aber eine periodisch wechse.nde Deformation der einzelnen elastischen Einlagen der Aufnahmehülsen verbunden, was an sich schon zu unerwünschten Schwingungen Anlaß geben kann. Die jeweilige Verspannung hat aber auch eine Verhärtung sowohl im Hinblick auf Torsionsschwingungen als auch Radialschwingungen zur Folge, so daß im Hinblick auf die Dämpfung solcher Schwingungen kein befriedigendes Ergebnis erreicht ist.

Eine zentrale elastische Abstützung bei einer elastischen Wellenkupplung vorzusehen, ist an sich bekannt (DE-AS 2453027). Die Abstützung besteht dabei einerseits aus einer starren Hülse und andererseits aus einem in diese eingreifenden Zapfen, wobei zwischen diesen eine elastische Einlage vorgesehen ist. deren mit Zapfen in Berührung kommende innere Umfangsfläthe im axial-mittleren Bereich einen balligen Querschnitt aufweist, dessen lichter Durchmesser kleiner als der Zapfendurchmesser ist und beiderseits dessen jeweils cmc umlaufende Ausnehmung vorgesehen ist. Hierdurch entsteht zwischen den den axialen Enden der Einlage zugeordneten I.agerzonen eine Gclenkz.one, die in Verbindung mit der im Einhau-Zustand eintretenden radia'en Vorspannung eine definierte Lage des Schwenkmiitelpünktes zur Folge haben soll. Allein schon die radiale Vorspannung der elastischen Einlage im Bereich der Gelenkzönc schließt dabei aber eine gute Dämpfung radialer Schwingungen aus.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine im Übergang zwischen Getriebeausgangswelle und Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs angeordnete elastische Wellenkupplung gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 die Wellenkupplung gemäß Fig. ] in einer vereinfachten Schniltdarstellung entsprechend Linie IMI in Fig. 1.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit

I das Gehäuse eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs bezeichnet, und es ist zwischen dem Ende der Getriebeausgangswelle 2 einerseits und dem Ende einer Kardanwelle 4 andererseits eine elastische Wellenkupplung 3 angeordnet, die zwei Kupplungshälften 3 a und 3 b sowie eine zwischen diesen angeordnete und mit diesen verbundene elastische Kupplungsscheibe 5 umfaßt. Jede der Kupplungshälften 3a bzw. 3b ist mit der Kupplungsscheibe 5 über drei Anschlußbolzen 7 bzw. 8 verbunden, so daß hier insgesamt 6 Anschlußbolzen 7, 8 vorgesehen sind, von denen in Umfangsrichtung aufeinander folgende entweder mit der einen oder mit der anderen Kupplungshälfte 3a Vzw. ab verbunden sind.

Für die Anschlußbolzen sind in der Kupplungsscheibe 3 elastische Aufnahmehülsen 6a bzw. 6b vorgesehen, die jeweils einen Innenmantel 6, einen Außenmantel 10 und ein dazwischen angeordnetes elastisches Zwischenglied 9 aufweisen. Dieses ist im Ausführungsbeispiel durch eine elastische Buchse ge- 3u bildet. Auf dem Außenmantel 10, der die Ummantelung der elastischen Aufnahmehülse bildet, liegen Bandschlingen 11,12 auf, von denen die Bandschlinge

II die jeweils bezogen auf die Antriebsdrehrichtung (Pfeil 13) für den Zugbetrieb vorne liegenden, mit der Getriebeausgangswelle 2 über die Anschlußbolzen 8 verbundenen elastischen Aufnahmehülsen 6a mit den bezogen auf die Antriebsdrehrichtung im Zugbetrieb dahinter liegenden elastischen Anschlußhülsen 6b, die über die Anschlußbolzen 7 an die Kardanwelle 1 angeschlossen sind, verbunden sind. Es übernehmen somit im Zugbetrieb die Bandschlingen

11 die Übertragung des Drehmomentes, während im Schubbetrieb das Drehmoment über die mit der Kardanwelle 4 verbundenen Anschlußbolzen 7 eingeleitet wird und von den diesen zugeordneten Aufnahmehülse'i 6b über die BandschKngen 12 auf die bezogen auf die Drehrichtung 13 nunmehr jeweils rückwärtige Aufnahmehülse 6a übertragen wird, die über den jeweiligen Anschlußbol/en 8 und die zügehörige Kupplungshältte 3a an die Getriebeausgangsweile 2 angeschlossen ist.

Entsprechend der unterschiedlichen Größe der im Zug- und im Schubbetrieb auftretenden Momente können nun, was hier nicht weiter dargestellt ist, die die Bandschlingen bildenden Fadenschlingen dahingehend ausgebildet sein, daß die spezifische Belastung bezogen auf das jeweils maximal übertragene Drehmoment etwa gleich ist, so daß sich in Umfangsrichtung für den Zug- und den Schubbetrieb die gleiche Steifigkeit der elastischen Wellenkupplung ergibt. Durch die Verwendung der elastischen Aufnahmehülsen wird die über die in Zugrichtung weitgehend unnachgiebigen Bandschlingen 11 bzw. 12 selbstzentrierende Kupplungsverbindung dahingehend aufgelockert, daß entsprechend der gewählten Elastizität der Zwischenglieder 9 der elastischen Aufnahmehülsen 6a bzw. 6b auch eine definierte radiale Federung erreicht wird, durch die die Übertragung von Schwingungen verhindert wird.

Um auch dann die erforderliche Zentrierung zwischen der Getriebeausgangswelle 2 und der Kardanwelle 3 zu erhalten, wenn kein Drehmoment übertragen wird, bzw. wenn durch Lastwechsel sich eine momentane Entlastung der jeweiligen Bänder efgibt, ist eine zusätzliche zentrale Abstützung zwischen der Kardanwelle 4 und der Getriebeausgangswelle 2 bzw. den diesen zugeordneten Kupplungshälften 3 und 3b gegeben, die durch ineinandergreifende Hülsen- und Zapfenteile gebildet ist. Im einzelnen ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Getriebeausgangswelle 2 als Zapfenteil ein Zapfen 14 zugeordnet, der in den Hülsenteil eingreift, welcher einen Stützmantel 16 aufweist, der mit einer elastischen Einlage 15 in Form einer elastischen Büchse versehen ist. Der Stützmantel

16 ist in die Kardanwelle 4 bzw. die dieser zugeordneten Kupplungshälfte 3b zentrisch eingesetzt und steht gegen die Getriebeausgangswelle 2 über diese Kupplungshälfte vor, wobei er eine zentrale Ausnehmung

17 der elastischen Kupplungsscheibe 5 durchsetzt. Die elastische, als Buchse ausgebildete Einlage 15

ist ir ihrem Iängsmiitleren Bereich über einen großen Teil ihrer Länge mit einem Hinterschnitt 18 versehen, so daß sich eine Abstützcharakteristik ergibt, die zunächst verhältnismäßig weich ist und erst bei größeren Ausschlägen härter wird. Hierdurch k.t vermizden, daß insbesondere im Lastbetrieb eine Parallelschaltung im Hinblick auf die radiale Federung eintritt, die schon bei kleineren Ausschlägen /u einer Übertragung von Schwingungen führen könnte.

Hierzu 1 BhHt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elastische Wellenkupplung, insbesondere Kardanwellenkupplung für Kraftfahrzeuge mit j den zu verbindenden Wellenenden zugeordneten Kupplungshälften, einer beweglichen, zentralen Abstützung zwischen diesen Kupplungshälften, die durch den Wellenenden zugeordnete Hülsen- und Zapfenteile gebildet ist, und mit einer konzentrisch iu den Wellenachsen liegenden elastischen Kupplungsscheibe, die an den Kupplungshälften über eine insgesamt gerade Anzahl von Anschlußbolzen angebracht ist, von denen in Umfangsrichtung aufeinander folgende abwechselnd der einen oder der anderen Kupplungshälfte zugeordnet und jeweils über zumindest eine Bandschlinge verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Bandschlingen (11, 12) der KupplungSM-jeibe (5) auf Ummantelungen (Außenmanie! 10) von elastischen Aufnahrnehülsen (6a, 6b) für die Anschlußbolzen (7, 8) aufliegen und

b) daß der Hülsenteil der zentralen Abstützung einen Stützmantel (16) umfaßt, der mit einer elastischen Einlage (15) versehen ist, in der der Zapfenteil (14) geführt ist und die üoer ihren Umfang mit einer querschnittsvermindernden Ausnehmung (Hinterschnitt 18) jo versehen ist.

2. Elastrche Weilenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmehülsen (6a, 6b) einen »nnenmantel (6) und einen Außenmantel (llr) aufweisen.

3. Elastische Wellenkupplun_b nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die querschnittsvermindernde Ausnehmung der elastischen Einlage (15) durch einen Hinterschnitt (18) gebildet ist, der sich im längsmittleren Bereich der Einlage über einen Großteil ihrer Lange erstreckt.