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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Drehmomentübertragungselement
mit einem Außenhülsenteil und einem in das Außenhülsenteil
eingepassten Innenteil, das in dem Außenhülsenteil
drehbar gelagert ist, wobei ein Drehmoment in das eine Teil eingeleitet
und von dem anderen Teil abgegeben wird.
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Bei
einem aus der
kanadischen Patentschrift 2
240 801 bekannten Verschraubungselement, bestehend aus
einer Sechskantmutter und einer in diese eingesetzten Hülse,
ist eine die gegenseitige Verdrehung dieser beiden Teile verhindernde
Stiftanordnung vorgesehen, die darin besteht, dass im Berührungsbereich
zwischen der Mutter und der in diese eingeschobene Hülse
Stifte eingesetzt sind, die bei Belastung mit einem maximalen Drehmoment
abscheren und damit die Übertragung eines höheren Drehmomentes
verhindern.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungselement
handelt es sich darum, eine Sicherung in das Drehmomentübertragungselement einzubauen,
die ebenfalls bei Überschreiten eines vorliegenden Drehmoments
und ergänzend einer gegebenenfalls eintretenden Unterbrechung
der Weiterleitung des Drehmomentes dafür sorgt, dass eine Schädigung
von mit dem Drehmomentübertragungselement zusammenwirkenden
Bauteilen wegen dieser Unterbrechung unterbleibt und in einer Art
Notversorgung von an das Drehmomentübertragungselement
angeschlossenen Bauteilen diesen praktisch ohne zeitliche Unterbrechung
weiterhin ein Drehmoment zuführen, das für die
betreffenden Bauteile von Bedeutung ist. Dieses Problem wird bei
dem erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungselement dadurch
gelöst, dass das eine Teil mit abstehenden Vorsprüngen
versehen ist, die in Ausnehmungen in das andere Teil hineinragen
und bei Einleiten eines ein vorgegebenes Drehmoment überschreitenden Drehmoments
abbrechen, wobei für die weitere Übertragung eines
verminderten Drehmoments zwischen Außenhülsenteil
und Innenteil eine Rutschkupplung vorgesehen ist.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungselement
wird als Sicherung gegen eine Schädigung im Falle des Überschreitens
eines vorgegebenen Drehmoments die Drehmomentübertragung
durch das Abbrechen der Vorsprünge, die von dem einen Teil
abstehen und in das andere Teil hineinragen, unterbrochen, eine
weitere schwächere Drehmomentübertragung aber
aufrechterhalten, wozu die Rutschkupplung vorgesehen ist, die zwischen
Außenhülsenteil und Innenteil wirkt und die auch
bei abgebrochenen Vorsprüngen insoweit ein Drehmoment überträgt,
wie die Rutschkupplung hierfür dimensioniert ist. Die in
das Drehmomentübertragungselement eingebaute Rutschkupplung
stellt somit eine besonders wirksame Sicherung für ein
weiteres Durchleiten eines Drehmomentes dar, womit die von dem Drehmomentübertragungselement
abhängigen weiteren Bauteilen zumindest teilweise ihre Funktion
weiterhin ausführen können.
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Für
die Gestaltung der Vorsprünge gibt es mehrere Möglichkeiten.
So kann man die Vorsprünge als axiale Stifte gestalten,
die beide Teile verbinden. Es ist aber auch möglich, die
Vorsprünge als radiale Stifte vorzusehen, die beide Teile
verbinden.
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Um
dabei dafür zu sorgen, dass das Außenhülsenteil
und sein eingepasstes Innenteil sich axial nicht gegenseitig verschieben
können, kann man die beiden Teile durch eine Nutenverriegelung
gegen eine gegenseitige axiale Verschiebung sichern.
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Für
das von der Rutschkupplung übertragene Drehmoment ist dessen
Kontaktfläche zwischen Außenhülsenteil
und Innenteil maßgebend, so dass durch Gestaltung und Größe
dieser Kontaktfläche das von der Rutschkupplung übertragene
Drehmoment wahlweise eingestellt werden kann.
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In
den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
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1 das
Außenhülsenteil in perspektivischer Sicht mit
zwei stiftartigen Vorsprüngen;
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2 eine
Draufsicht auf die Seite des Außenhülsenteils
mit den herausragenden Stiften gemäß 1;
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3 einen
Schnitt gemäß der Linie III-III aus 2;
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4 das
Innenteil in perspektivischer Sicht;
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5 das
gleiche Innenteil mit Blick auf seine Achse, die in das Außenhülsenteil
gemäß den 1 bis 3 eingesetzt
wird;
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6 eine
Draufsicht auf das Innenteil gemäß 4;
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7 einen
Schnitt gemäß der Linie VII-VII aus 6;
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8 das
gesamte Drehmomentübertragungselement mit in das Außenhülsenteil
eingepasstem Innenteil in perspektivischer Sicht, und zwar mit dem
dem Betrachter zugewandten Innenteil;
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9 das
Drehmomentübertragungselement gemäß 8 mit
dem dem Betrachter zugewandten Außenhülsenteil;
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10 eine
Draufsicht auf die ebene Außenfläche des Innenteils;
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11 einen
Schnitt gemäß der Linie XI-XI aus 10;
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12 eine
Draufsicht auf das Drehmomentübertragungselement mit radial
verlaufendem Vorsprüngen;
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13 einen
Schnitt längs der Linie XIII-XIII aus 12.
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In
der 1 ist von dem erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungselement
das Außenhülsenteil 1 in perspektivischer
Sicht dargestellt, das für den Antrieb oder Abtrieb die
ein Zahnrad bildende Verzahnung 2 aufweist, die in den
Bund 3 übergeht, aus dem die beiden als Stifte 4 und 5 gebildeten
Vorsprünge herausragen. Die Stifte 4 und 5 sind
hier materielle Bestandteile des Bundes 3. Für
die Aufnahme des weiter unter anhand der 4 bis 7 dargestellten
Innenteils weist das Außenhülsenteil 1 die runde
Bohrung 6 auf.
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In
der 2 ist das das gleiche Außenhülsenteil 1 wiedergegeben,
und zwar mit Blick auf den Bund 3 und die beiden aus ihm
herausragenden Stifte 4 und 5. In der Mitte zwischen
diesen Stiften weist das Außenhülsenteil 1 koaxial
zum Bund 3 die runde Bohrung 6 auf.
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3 zeigt
einen Schnitt längst der Linie III-III aus 2.
Die Darstellung verdeutlicht die materielle Verbindung zwischen
den Stiften 4 und 5 und dem Bund 3, wobei
am Übergang zwischen den Stiften 4 und 5 und
dem Bund 3 die Stifte 4 und 5 jeweils eine
Schwächung 7 und 8 zeigen, um an dieser
Stelle ein Abbrechen zu erleichtern, worauf weiter unten näher
eingegangen wird. 3 zeigt noch in der Bohrung 6 den
radial nach innen weisenden Vorsprung 9, der zur axialen
Verriegelung gegenüber dem Innenteil 10 dient,
was aus den 4 bis 7 und insbesondere
aus dem Zusammenstellungsschnittbild gemäß 11 deutlich
hervorgeht.
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Das
zum Einschieben in die Bohrung 6 des Außenhülsenteils
entsprechend gestaltete Innenteil 10 ist in den 4, 5, 6 und 7 dargestellt. 4 zeigt
das Innenteil 10 in perspektivischer Sicht, und zwar mit
Blick auf die Zähne 11 eines als Antrieb oder
Abtrieb dienenden Zahnrades. Auf der dem Betrachter zugewandten
Oberfläche 16 des Zahnrades mit den Zähnen 11 sind
die beiden Löcher 12 und 13 vorgesehen,
die zur Aufnahme der in den 1 und 3 dargestellten
Stifte 4 und 5 dienen, worauf weiter unten näher
eingegangen wird. Aus dem Zahnrad mit den Zähnen 11 ragt
in Richtung von der dargestellten Oberfläche 16 weg
die Achse 15 hervor, die, wie anhand der 9 bis 11 dargestellt,
in die Bohrung 6 des Außenhülsenteils 1 eingeschoben
wird und in dieser drehbar gelagert ist.
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In 5 ist
die im Querschnitt rechteckige Nut 14 dargestellt, die
zur Aufnahme des Vorsprunges 9 (Siehe 3)
dient, der bei Einsetzen in die Nut 14 eine axiale Verriegelung
von Außenhülsenteil 1 und Innenteil 10 bewirkt.
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6 zeigt
eine Draufsicht auf die dem Betrachter zugewandte ebene Oberfläche 16 des
Innenteils 10 gemäß 4,
wobei die beiden Löcher 12 und 13 für
die Aufnahme der in 1 und 3 dargestellten
Stifte 4 und 5 dienen.
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7 zeigt
einen Schnitt längs der Linie VII-VII aus 6.
Diese Schnittzeichnung zeigt die Nut 14 (siehe auch 5),
in die bei zusammengesetzten Teilen der aus 3 deutlich
ersichtliche Vorsprung 9 hineinragt. Die Herstellung des
Vorsprungs 9 und dessen Einpassung in die Nut 14 lässt
sich dadurch in einfacher Weise gestalten, dass das Außenhülsenteil 1 in
einem Spritzvorgang auf das Innenteil 10 aufgespritzt wird
bzw. umgekehrt, womit sich eine genaue Anpassung von Außenhülsenteil 1 und
Innenteil 10 ergibt.
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In
den 8 bis 13 ist die das erfindungsgemäße
Drehmomentübertragungselement bildende Zusammenstellung
von Außenhülsenteil 1 und Innenteil 10 wiedergegeben.
Hierzu zeigt 8 in perspektivischer Sicht
eine derartige Zusammenstellung mit dem Außenhülsenteil 1 und
dem Innenteil 10, wobei sich die Begriffe „innen” und „außen” auf
den Bereich beziehen, in dem die Achse 15 des Innenteils 10 in
die Bohrung 6 des Außenhülsenteils 1 eingesetzt
ist. Diese zusammengestellte Lage zeigt deutlich die 9,
die das Drehmomentübertragungselement gemäß 8 ebenfalls
wiedergibt, allerdings in umgedrehter Lage, so dass der Blick gemäß 8 auf
die ebene Fläche 16 des Innteils und gemäß 9 auf
das von der Achse 15 durchsetzte Außenhülsenteil 1 gerichtet
ist.
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Bezüglich
der in den 8 und 9 im Einzelnen
dargestellten Bestandteile sei auf die 1 bis 7 verwesen.
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In 10 ist
die Anordnung gemäß 8 mit Blick
auf die ebene Fläche 16 dargestellt.
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11 zeigt
den Schnitt längs der Linie XI-XI aus 10,
aus dem hervorgeht, wie die Stifte 4 und 5 des
Außenhülsenteils 1 in die Bohrungen 12 und 13 des
Innenteils 10 hineinragen. Weiterhin ist das Zusammenspiel
von Vorsprung 9 (siehe 3) und Nut 14 (siehe 7)
aus 11 deutlich ersichtlich, womit gezeigt ist, wie
die axiale Verriegelung von Außenhülsenteil 1 und
Innenteil 10 wirkt.
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13 zeigt
einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII aus 12.
Der Unterschied zwischen der Gestaltung gemäß den 10 und 11 und
der Gestaltung in den 12 und 13 besteht
darin, dass gemäß 10 und 11 axial
verlaufende Stifte 4 und 5 in entsprechende Löcher 12 und 13 eindringen.
Bei der Ausführungsform gemäß den 12 und 13 sind
die Stifte in radialer Richtung vorgesehen. Es handelt sich dabei
um die Stifte 18 und 19, die in entsprechende
Löcher 20 und 21 des Außenhülsenteils 1 hineinragen.
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Aus 11 geht
weiterhin die Bildung der Rutschkupplung hervor, die aus der Innenwandung der
Bohrung 6 (siehe 3) und der Außenwandung der
Achse 15 besteht. Wenn die beiden Teile, nämlich
Außenhülsenteil 1 und Innenteil 10, durch
Spritzgießen miteinander geformt werden, wobei das Außenhülsenteil 1 mit
dem Innenteil 10 umspritzt wird, ergibt sich automatisch
für die aneinander liegenden zylindrischen Oberflächen
der Achse 15 und der Bohrung 6 als Kontaktfläche
ein dichtes aneinander Anliegen, das eine erhebliche Reibung beim
Verdrehen der beiden Teile gegeneinander hervorruft. Das dabei auftretende
Reibmoment kann weiterhin durch Wahl der betreffenden Materialien
gestaltet werden, beispielsweise indem nur ein Teil aus Kunststoff
besteht, und zwar dasjenige Teil, das durch das andere Teil umspritzt
wird. Dabei spielt natürlich auch die Länge der
aneinander anliegenden zylindrischen Oberflächen der beiden
Teile eine entscheidende Rolle, denn je länger diese Flächenberührung
aufgrund entsprechender Länge der beiden Teile ist, umso
größer ist in der so gebildeten Rutschkupplung
die Mitnahmereibung, die damit wahlweise ein entsprechendes Drehmoment übertragen
kann.
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Wie
oben bereits dargelegt, tritt diese Rutschkupplung dann in Tätigkeit,
wenn durch ein zu stark auf das Drehmomentübertragungselement
wirkendes Drehmoment die beiden Stifte 4 und 5 abbrechen
lässt, so dass in diesem Falle die Rutschkupplung in Aktion
tritt und in der Lage ist, ein geringeres Drehmoment weiterhin zu übertragen,
was für den Betrieb an das Drehmomentübertragungselement angeschlossene
Bauteile von erheblicher Bedeutung sein kann.
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Es
sei noch darauf hingewiesen, dass es möglich ist, das Drehmoment
entweder in das Außenhülsenteil oder in das Innenteil
einzuleiten, dass beide Teile mit einer Verzahnung versehen sind.
Die eine Verzahnung dient dann zur Aufnahme des Drehmomentes und
die andere Verzahnung zur Abgabe bzw. umgekehrt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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