DE102014211272B4

DE102014211272B4 - shaft coupling

Info

Publication number: DE102014211272B4
Application number: DE102014211272.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Trinkenschuh
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: CN105299069B; DE102014211272A1; CN105299069A

Abstract

Wellenkupplung (1) zum Ausgleich von Radialversatz, mit zwei Scheiben (2,3), nämlich einer Antriebsscheibe (2) und einer Abtriebsscheibe (3), sowie mit einem gegenüber jeder der Scheiben (2,3) in Radialrichtung verlagerbaren Ausgleichselement (8), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Scheiben (2,3) in einer gemeinsamen Ebene liegen und mit dem Ausgleichselement (8) mittels zylindrischer Wälzkörper (10), deren Achsen parallel zu den Achsen der Scheiben (2,3) ausgerichtet sind, gekoppelt sind.Shaft coupling (1) for compensating for radial misalignment, with two discs (2,3), namely a drive disc (2) and a driven disc (3), and with a compensating element (8) that can be displaced in the radial direction with respect to each of the discs (2,3) , characterized in that the two disks (2,3) lie in a common plane and are coupled to the compensating element (8) by means of cylindrical rolling elements (10) whose axes are aligned parallel to the axes of the disks (2,3). .

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung, welche einen Radialversatz zwischen zwei miteinander gekuppelten Wellen zulässt. Wellenkupplungen mit dieser Funktionalität sind als Kreuzscheibenkupplungen oder Oldham-Kupplungen beispielsweise aus der DE 1 704 337 U sowie aus der EP 1 225 357 B1 bekannt.The invention relates to a shaft coupling that allows a radial offset between two shafts that are coupled to one another. Shaft couplings with this functionality are known as cross disk couplings or Oldham couplings, for example from DE 1 704 337 U as well as from the EP 1 225 357 B1 known.

Eine Wellenkupplung zum Ausgleich von Radialversatz umfasst allgemein zwei Scheiben, nämlich eine Antriebsscheibe und eine Abtriebsscheibe, sowie ein Ausgleichselement, welches gegenüber jeder der Scheiben in Radialrichtung verlagerbar ist. Das Ausgleichselement einer Kreuzscheibenkupplung kann, wie beispielsweise in der DE 198 57 248 C2 offenbart, über ein Nut-Feder-System mit den miteinander zu kuppelnden Wellen zusammenwirken. Für die Fertigung des Ausgleichselementes können außer metallischen Werkstoffen auch Kunststoffe zum Einsatz kommen. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die EP 0 416 125 A1 verwiesen.A shaft coupling for compensating for radial misalignment generally comprises two discs, namely a drive disc and a driven disc, and a compensating element which can be displaced in the radial direction with respect to each of the discs. The compensating element of a cross-plate clutch can, as for example in the DE 198 57 248 C2 discloses interacting with the shafts to be coupled together via a tongue and groove system. In addition to metallic materials, plastics can also be used to manufacture the compensating element. In this context, the EP 0 416 125 A1 referred.

Weitere relevante Kupplungssysteme sind aus der DE 10 2013 215 623 A1 und DE 195 41 606 A1 bekannt.Other relevant clutch systems are from the DE 10 2013 215 623 A1 and DE 195 41 606 A1 known.

Bei jeglichen Werkstoffen, aus welchen Komponenten einer Wellenkupplung zum Ausgleich von Radialversatz zwischen zwei Wellen gefertigt sind, spielt beim Betrieb der Wellenkupplung auftretende Reibung zwischen den einzelnen Komponenten eine nicht vernachlässigbare Rolle. Vorkehrungen, die für günstige Schmierungsbedingungen sorgen sollen, sind beispielsweise in der genannten DE 198 57 248 C2 beschrieben. Neben den Schmierungsbedingungen sind bei der Auslegung einer Oldham-Kupplung auch die möglicherweise vom Radialversatz zwischen den Wellen abhängigen Flächenpressungen zu berücksichtigen. Typischerweise ist sowohl die radiale als auch die axiale Abmessung einer einen Radialversatz zwischen zwei Wellen überbrückenden Kupplung vom zwischen den Wellen übertragenen Drehmoment abhängig. With any materials from which components of a shaft coupling are made to compensate for radial misalignment between two shafts, friction occurring between the individual components during operation of the shaft coupling plays a not inconsiderable role. Precautions intended to ensure favorable lubrication conditions are, for example, in the cited DE 198 57 248 C2 described. In addition to the lubrication conditions, the surface pressures that may depend on the radial misalignment between the shafts must also be taken into account when designing an Oldham coupling. Typically, both the radial and the axial dimensions of a clutch bridging a radial offset between two shafts depend on the torque transmitted between the shafts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik insbesondere hinsichtlich der Relation zwischen Bauraum und Drehmomentübertragungskapazität sowie Reibung weiterentwickelnde Wellenkupplung anzugeben, welche eine Drehmomentübertragung zwischen zueinander parallelen Wellen ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a shaft coupling which is further developed compared to the prior art, in particular with regard to the relationship between installation space and torque transmission capacity and friction, which enables torque transmission between shafts which are parallel to one another.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Wellenkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die zum Ausgleich eines variablen Radialversatzes zwischen zwei Wellen vorgesehene Wellenkupplung umfasst zwei Scheiben, nämlich eine Antriebsscheibe und eine Abtriebsscheibe. Die Begriffe Antriebsscheibe und Abtriebsscheibe sind hierbei lediglich zur sprachlichen Unterscheidung zwischen den beiden Scheiben gewählt und treffen keine Aussage über die Richtung der Drehmomentübertragung. Zusätzlich zu den beiden Scheiben umfasst die Wellenkupplung ein vorzugsweise ebenfalls scheibenförmiges Ausgleichselement, welches in radialer Richtung der Wellenkupplung verlagerbar ist. Das Ausgleichselement befindet sich auf einer Stirnseite der beiden Scheiben, wobei diese in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Ausgleichselement und den Scheiben ist durch zylindrische Wälzkörper hergestellt, deren Achsen zu den Achsen der Scheiben parallel sind.This object is achieved according to the invention by a shaft coupling having the features of claim 1. The shaft coupling provided to compensate for a variable radial offset between two shafts comprises two disks, namely a drive disk and a driven disk. The terms drive pulley and driven pulley are only chosen to differentiate between the two pulleys and do not make any statement about the direction of torque transmission. In addition to the two disks, the shaft coupling also includes a preferably disk-shaped compensating element which can be displaced in the radial direction of the shaft coupling. The compensating element is located on an end face of the two discs, which lie in a common plane. The force-transmitting connection between the compensating element and the discs is established by cylindrical rolling elements whose axes are parallel to the axes of the discs.

Jeder Wälzkörper, welcher einerseits in das Ausgleichselement und andererseits in eine der Scheiben eingreift, kontaktiert hierbei mindestens eine schlitzförmige Kontur auf Seiten des Ausgleichselementes und/oder der Scheibe, das heißt Antriebsscheibe oder Abtriebsscheibe. Bei einer radialen Bewegung des Ausgleichselementes während des Betriebs der Wellenkupplung rollt der Wälzkörper somit auf mindestens einer Oberfläche ab, welche eine schlitzförmige Kontur beschreibt. Vorzugsweise sind sowohl das Ausgleichselement als auch jede der Scheiben derart gestaltet, dass der zylindrische Wälzkörper in Radialrichtung des betreffenden Bauteils verlagerbar ist.Each rolling body, which engages in the compensating element on the one hand and in one of the disks on the other hand, makes contact with at least one slot-shaped contour on the side of the compensating element and/or the disk, i.e. drive disk or driven disk. In the event of a radial movement of the compensating element during operation of the shaft coupling, the rolling element thus rolls on at least one surface which describes a slot-shaped contour. Both the compensating element and each of the disks are preferably designed in such a way that the cylindrical rolling body can be displaced in the radial direction of the component in question.

Die Verwendung von Wälzkörpern zur Kraftübertragung zwischen der Antriebsscheibe und dem Ausgleichselement, sowie zwischen dem Ausgleichselement und der Abtriebsscheibe sorgt für einen sehr reibungsarmen Betrieb der Wellenkupplung bei gleichzeitig hohem übertragbarem Drehmoment. Zugleich ist die Wellenkupplung dadurch, dass die Antriebs- und die Abtriebsscheibe ineinander geschachtelt sind, in axialer Richtung äußerst raumsparend aufgebaut. Der geringe Bauraum, den die Wellenkupplung in axialer Richtung einnimmt, sorgt außerdem dafür, dass auf die zylindrischen Wälzkörper, welche längs der miteinander gekuppelten Wellen ausgerichtet sind, bei der Drehmomentübertragung zwischen den Wellen nur geringe Kippmomente wirken.The use of rolling elements for power transmission between the drive disk and the compensating element, and between the compensating element and the driven disk, ensures very low-friction operation of the shaft coupling with a high torque that can be transmitted at the same time. At the same time, the shaft coupling is designed to be extremely space-saving in the axial direction because the input and output disks are nested inside one another. The small installation space that the shaft coupling occupies in the axial direction also ensures that only small tilting moments act on the cylindrical rolling elements, which are aligned along the shafts that are coupled to one another, during torque transmission between the shafts.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist eine der Scheiben unrund, insbesondere zumindest annähernd rechteckig, geformt und in einer entsprechend geformten Aussparung der anderen Scheibe angeordnet. Zwischen den Scheiben ist hierbei ein umlaufender Spalt gebildet, welcher einen variablen Versatz zwischen den mit jeweils einer Welle verbundenen Scheiben zulässt.According to one possible embodiment, one of the panes is non-round, in particular at least approximately rectangular in shape, and is arranged in a correspondingly shaped recess in the other pane. In this case, a circumferential gap is formed between the discs, which allows a variable offset between the discs connected to a shaft in each case.

Die Verbindungen zwischen den Scheiben und den Wellen sind durch verschiedene Anschlussmechanismen realisierbar. Beispielsweise kann die größere der beiden Scheiben Bohrungen aufweisen, welche für Schraub- oder Nietverbindungen mit einem Flansch nutzbar sind, welcher mit einer der Wellen verbunden ist. Die kleinere, vorzugsweise eine rechteckige Grundform aufweisende Scheibe kann dagegen zum Beispiel einen Flansch aufweisen, welcher eine zentrale Öffnung im Ausgleichselement durchdringt. Dieser Flansch kann beispielsweise mittels einer Innenverzahnung mit einer der Wellen verbunden werden.The connections between the discs and the shafts can be implemented using various connection mechanisms. For example, the larger of the two disks can have bores which can be used for screw or rivet connections with a flange which is connected to one of the shafts. On the other hand, the smaller disk, preferably having a rectangular basic shape, can have a flange, for example, which penetrates a central opening in the compensating element. This flange can be connected to one of the shafts, for example, by means of internal teeth.

Solange die durch die Wellenkupplung miteinander gekuppelten Wellen miteinander fluchten, befinden sich in der ersten Scheibe gehaltene Wälzkörper und in der zweiten Scheibe gehaltene Wälzkörper vorzugsweise auf einem gemeinsamen Teilkreis. Dies bedeutet, dass sich die Mittelachsen der jeweils zylindrischen Wälzkörper auf einem einzigen, gedachten Zylinder befinden. In einer möglichen, konstruktiv einfachen Ausgestaltung existiert genau ein Teilkreis, auf welchem sich insgesamt vier zylindrische Wälzkörper befinden. Hierbei sind zwei der Wälzkörper in der Antriebsscheibe und die anderen zwei Wälzkörper in der Abtriebsscheibe geführt. Gleichzeitig kontaktieren sämtliche Wälzkörper das Ausgleichselement.As long as the shafts coupled to one another by the shaft coupling are aligned with one another, rolling bodies held in the first disk and rolling bodies held in the second disk are preferably located on a common pitch circle. This means that the center axes of each cylindrical rolling element are located on a single imaginary cylinder. In a possible, constructively simple configuration, there is exactly one pitch circle on which there are a total of four cylindrical rolling elements. Two of the rolling elements are guided in the drive pulley and the other two rolling elements in the driven pulley. At the same time, all rolling elements make contact with the compensating element.

Gemäß einer weiterentwickelten Ausgestaltung sind in der Antriebsscheibe zwei um 180 Grad gegeneinander versetzte Wälzkörperanordnungen geführt. In entsprechender Weise sind auch in der Abtriebsscheibe zwei Wälzkörperanordnungen geführt, wobei die Wälzkörperanordnungen der Antriebsscheibe gegenüber den Wälzkörperanordnungen der Abtriebsscheibe um 90 Grad verdreht sind. Jede der genannten Wälzkörperanordnungen umfasst mehrere, insbesondere zwei, Wälzkörper, welche in Radialrichtung gegeneinander versetzt sind. Die zu einer Wälzkörperanordnung gehörenden zylindrischen Wälzkörper sind vorzugsweise in einer gemeinsamen, länglichen Ausnehmung der Antriebs- oder Abtriebsscheibe sowie in einer weiteren, ebenfalls länglichen Ausnehmung des Ausgleichselementes geführt. Abweichend hiervon könnten auch für verschiedene Wälzkörper derselben Wälzkörperanordnung separate Ausnehmungen an der Scheibe oder am Ausgleichselement vorgesehen sein.According to a further developed embodiment, two rolling element arrangements offset by 180 degrees relative to one another are guided in the drive pulley. Correspondingly, two arrangements of rolling elements are also guided in the output disk, the arrangements of rolling elements of the drive disk being rotated by 90 degrees relative to the arrangements of rolling elements of the output disk. Each of the mentioned rolling body arrangements comprises several, in particular two, rolling bodies, which are offset from one another in the radial direction. The cylindrical rolling bodies belonging to a rolling body arrangement are preferably guided in a common, elongated recess of the drive or driven pulley and in a further, also elongated recess of the compensating element. Deviating from this, separate recesses could also be provided on the disc or on the compensating element for different rolling bodies of the same rolling body arrangement.

Das an einer Stirnseite beider Scheiben angeordnete Ausgleichselement weist in vorteilhafter Ausgestaltung Prägepunkte auf, welche die Reibung zwischen dem Ausgleichselement und den Scheiben minimieren. In gleichwirkender Weise könnten auch die Antriebsscheibe sowie die Abtriebsscheibe annähernd punktförmige Erhebungen aufweisen, welche das Ausgleichselement kontaktieren. In jedem Fall sind wenige Prägepunkte ausreichend, da die Wellenkupplung typischerweise keine hohen Axialkräfte aufzunehmen hat. Im Unterschied hierzu sind die zylindrischen Oberflächen der Wälzkörper sowie die mit diesen zusammenwirkenden Oberflächen der Scheiben sowie des Ausgleichselementes beim Betrieb der Wellenkupplung wesentlich höheren Flächenbelastungen ausgesetzt. Die entsprechenden Oberflächen können zu diesem Zweck bei der Fertigung der Komponenten der Wellenkupplung einer Oberflächenbehandlung unterzogen und/oder beschichtet werden.In an advantageous embodiment, the compensating element arranged on an end face of both discs has embossing points which minimize the friction between the compensating element and the discs. In the same way, the drive pulley and the driven pulley could also have approximately punctiform elevations that contact the compensating element. In any case, a few embossing points are sufficient, since the shaft coupling typically does not have to absorb high axial forces. In contrast to this, the cylindrical surfaces of the rolling bodies and the surfaces of the disks and the compensating element that interact with them are exposed to significantly higher surface loads during operation of the shaft coupling. For this purpose, the corresponding surfaces can be subjected to a surface treatment and/or coated during the manufacture of the components of the shaft coupling.

Die insgesamt beispielsweise vier oder acht zylindrischen Wälzkörper der Wellenkupplung sind in bevorzugter Ausgestaltung in einer gemeinsamen Wälzkörperhaltevorrichtung geführt. Die Wälzkörperhaltevorrichtung umfasst an den beiden Stirnseiten der Wellenkupplung angeordnete, jeweils im Wesentlichen ringförmige Halteelemente, welche durch Bolzen miteinander verbunden sind. Jeder Bolzen durchdringt hierbei das Ausgleichselement sowie entweder die Antriebsscheibe oder die Abtriebsscheibe. Auf jedem Bolzen ist ein zylindrischer Wälzkörper gelagert. Durch geeignete Materialien und Bauteilquerschnitte ist die Wälzkörperhaltevorrichtung vorzugsweise zumindest geringfügig elastisch gestaltet. Hierdurch können Kraftspitzen beim Betrieb der Wellenkupplung geglättet und auch zumindest geringfügig nachgiebige Eigenschaften der Wellenkupplung in axialer Richtung der Wellen hergestellt werden. Ebenso sind damit geringe Winkelfehler zwischen den Wellen tolerierbar.In a preferred embodiment, the total of four or eight cylindrical rolling elements of the shaft coupling are guided in a common rolling element holding device. The rolling element holding device comprises essentially ring-shaped holding elements which are arranged on the two end faces of the shaft coupling and are connected to one another by bolts. Each bolt penetrates the compensating element and either the drive pulley or the driven pulley. A cylindrical rolling element is mounted on each bolt. By using suitable materials and component cross-sections, the rolling element holding device is preferably designed to be at least slightly elastic. As a result, force peaks during operation of the shaft coupling can be smoothed out and at least slightly flexible properties of the shaft coupling can be produced in the axial direction of the shafts. Likewise, small angle errors between the shafts are thus tolerable.

In einfachen Ausgestaltungen sind die zylindrischen Wälzkörper direkt auf den Bolzen der Wälzkörperhaltevorrichtung gelagert. Komplexere, reibungstechnisch weiter optimierte Ausführungsformen sehen dagegen die Verwendung zusätzlicher Lagerelemente zwischen den zylindrischen Wälzkörpern und den Bolzen vor. Bei diesen Lagerelementen kann es sich um Gleitbuchsen oder um Lagernadeln handeln. Die beiden auf derselben Seite der Wellenkupplung befindlichen Halteelemente der Wälzkörperhaltevorrichtung sind vorzugsweise jeweils derart gestaltet und angeordnet, dass sie größtenteils in einer gemeinsamen Ebene liegen. Diese Ebene ist der Ebene, in welcher sich das Ausgleichselement befindet oder die Antriebs- und die Abtriebsscheibe befinden, eng benachbart, wobei die Halteelemente mehrere Anlaufpunkte aufweisen können, welche ähnlich wie die Prägepunkte des Ausgleichselements der Reibungsminimierung dienen und entweder eine der Scheiben oder das Ausgleichselement kontaktieren.In simple configurations, the cylindrical rolling elements are mounted directly on the bolts of the rolling element holding device. In contrast, more complex embodiments that are further optimized in terms of friction technology provide for the use of additional bearing elements between the cylindrical rolling elements and the bolts. These bearing elements can be sliding bushes or bearing needles. The two holding elements of the rolling element holding device which are located on the same side of the shaft coupling are preferably each designed and arranged in such a way that they mostly lie in a common plane. This plane is closely adjacent to the plane in which the compensating element is located or the drive and driven pulleys are located, with the retaining elements being able to have several contact points which, like the embossing points of the compensating element, serve to minimize friction and either one of the discs or the compensating element to contact.

Die Wellenkupplung ist beispielsweise zum Einbau in den Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs geeignet. Hierbei kann sich die Wellenkupplung zwischen einem Hybridmodul und einem Getriebe des Fahrzeugs befinden. Ein besonderer Vorteil der Wellenkupplung liegt darin, dass sie hohe Drehmomente überträgt und gleichzeitig bei äußerst kompaktem Aufbau in axialer Richtung nur sehr geringe Kräfte in radialer Richtung erzeugt, was sich günstig auf Lagerbelastungen im Antriebsstrang auswirkt. The shaft coupling is suitable, for example, for installation in the drive train of a hybrid vehicle. Here, the shaft coupling between between a hybrid module and a transmission of the vehicle. A particular advantage of the shaft coupling is that it transmits high torques and at the same time, with an extremely compact design, generates only very low forces in the axial direction in the radial direction, which has a favorable effect on bearing loads in the drive train.

Zudem ist die Wellenkupplung im Antriebsstrang auf einfache Weise montierbar und denmontierbar.In addition, the shaft coupling can be assembled and disassembled in a simple manner in the drive train.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

1 zweifach, in jeweils einer perspektivischen Ansicht, eine Wellenkupplung zum Ausgleich von Radialversatz,
2 die Wellenkupplung nach 1 in zwei geschnittenen Ansichten,
3 eine Explosionsdarstellung der Wellenkupplung nach 1,
4 bis 6 verschiedene Varianten der Lagerung eines zylindrischen Wälzkörpers in einer Wellenkupplung,
7 und 8 in geschnittenen perspektivischen Darstellungen verschiedene Details von Wellenkupplungen,
9 bis 14 in Darstellungen analog 1 bis 6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Wellenkupplung,
15 einzelne Komponenten der Wellenkupplung nach 9 bis 14,
16 Einzelteile der Wellenkupplungen nach 1 sowie 9.

Several exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. Show in it:

1 twice, each in a perspective view, a shaft coupling to compensate for radial offset,
2 the shaft coupling 1 in two cut views,
3 an exploded view of the shaft coupling 1 ,
4 until 6 different variants of the storage of a cylindrical rolling element in a shaft coupling,
7 and 8th various details of shaft couplings in sectioned perspective representations,
9 until 14 analogous in representations 1 until 6 a second embodiment of a shaft coupling,
15 individual components of the shaft coupling 9 until 14 ,
16 individual parts of the shaft couplings 1 such as 9 .

Einander entsprechende sowie prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders vermerkt, sowohl auf das Ausführungsbeispiel nach 1 als auch auf das Ausführungsbeispiel nach 9. In beiden Fällen weist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Wellenkupplung die Funktionalität einer Kreuzscheibenkupplung auf. Zum technischen Hintergrund wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.Parts that correspond to one another and have the same effect in principle are identified by the same reference symbols in all figures. Unless otherwise noted, the following explanations relate both to the exemplary embodiment 1 as well as to the embodiment 9 . In both cases, a shaft coupling identified overall by the reference number 1 has the functionality of a cross disk coupling. For the technical background, reference is made to the prior art cited at the outset.

Die Wellenkupplung 1 weist zwei Scheiben 2,3 nämlich eine Antriebsscheibe 2 und eine Abtriebsscheibe 3 auf, welche mit nicht dargestellten Wellen verbindbar sind. Durch die Wellenkupplung 1 wird ein variabler Versatz zwischen den zueinander parallelen Wellen ausgeglichen.The shaft coupling 1 has two disks 2.3, namely a drive disk 2 and a driven disk 3, which can be connected to shafts (not shown). The shaft coupling 1 compensates for a variable offset between the mutually parallel shafts.

Die ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Antriebsscheibe 2 bezeichnete Scheibe weist eine annähernd rechteckige, abgerundete Grundplatte 4 auf, von deren Zentrum ein Flansch 5 ausgeht, welcher sich in axialer Richtung der Wellenkupplung 1 erstreckt. Die Grundplatte 4 und der Flansch 5 können, beispielsweise durch Verschweißung, fest miteinander verbunden oder als einstückiges, beispielsweise durch Umformung und/oder Zerspanung hergestelltes Bauteil ausgebildet sein. In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Grundplatte 4 in ihrer Mitte, das heißt im Bereich des Übergangs zum Flansch 5, eine kreisrunde Ausnehmung auf. Abweichend hiervon könnte die Grundplatte 4 an der entsprechenden Stelle auch geschlossen sein. In beiden Fällen kann der Flansch 5 eine nicht dargestellte Innenverzahnung aufweisen, die der Verbindung mit einer entsprechend außenverzahnten Welle dient.The disk, referred to without loss of generality as the drive disk 2, has an approximately rectangular, rounded base plate 4, from the center of which a flange 5 emanates, which extends in the axial direction of the shaft coupling 1. The base plate 4 and the flange 5 can be firmly connected to one another, for example by welding, or can be designed as a one-piece component, for example produced by forming and/or machining. In the exemplary embodiments shown, the base plate 4 has a circular recess in its center, that is to say in the region of the transition to the flange 5 . Deviating from this, the base plate 4 could also be closed at the corresponding point. In both cases, the flange 5 can have an internal toothing, not shown, which is used to connect to a correspondingly externally toothed shaft.

Die Grundplatte 4 der Antriebsscheibe 2 befindet sich in einer entsprechend der Form der Grundplatte 4 annähernd rechteckig geformten Ausnehmung der Abtriebsscheibe 3, wobei zwischen der Grundplatte 4 und der Abtriebsscheibe 3 ein Spalt 6 gebildet ist, welcher eine Verlagerung der Antriebsscheibe 2 relativ zur Abtriebsscheibe 3 in radialer Richtung der Wellenkupplung 1 ermöglicht. Die Grundplatte 4 und die Abtriebsscheibe 3 sind somit ineinander geschachtelt, wobei sie in einer gemeinsamen, zur Rotationsachse der Wellenkupplung 1 normalen Ebene liegen. Die Abtriebsscheibe 3 weist in ihrem radialen, außerhalb der Grundplatte 4 liegenden Bereich Bohrungen 7 auf, welche zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Flansch nutzbar sind. Der Flansch ist hierbei mit einer ebenfalls nicht dargestellten Abtriebswelle fest oder über ein dämpfendes Element verbindbar. Auf einer der Stirnseiten der Anordnung aus den beiden Scheiben 2,3 befindet sich ein ebenfalls scheibenförmiges Ausgleichselement 8, dessen Außendurchmesser etwa der maximalen Abmessung der Grundplatte 4 in radialer Richtung entspricht. Das Ausgleichselement 8 weist vier sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmungen 9 auf, welche symmetrisch um den Umfang des Ausgleichselements 8 verteilt sind. In jede dieser Ausnehmungen 9 greift oder greifen ein (1 bis 8) beziehungsweise zwei (9 bis 15) zylindrischer Wälzkörper 10 ein, wobei die Mittelachsen der einzelnen zylindrischen Wälzkörper 10 parallel zur Rotationsachse der Wellenkupplung 1 ausgerichtet sind. Zwei in derselben Ausnehmung 9 befindliche Wälzkörper 10 werden als Wälzkörperanordnung 11 bezeichnet. In dem in den 1 bis 8 dargestellten Beispiel ist jede Wälzkörperanordnung 11 mit jeweils einem einzigen Wälzkörper 10 identisch.The base plate 4 of the drive pulley 2 is located in an approximately rectangular recess in the driven pulley 3 corresponding to the shape of the base plate 4, with a gap 6 being formed between the base plate 4 and the driven pulley 3, which allows displacement of the drive pulley 2 relative to the driven pulley 3 in radial direction of the shaft coupling 1 allows. The base plate 4 and the driven pulley 3 are thus nested in one another, lying in a common plane normal to the axis of rotation of the shaft coupling 1 . In its radial area lying outside the base plate 4, the output disk 3 has bores 7 which can be used for connection to a flange (not shown). In this case, the flange can be connected to an output shaft, which is also not shown, or can be connected via a damping element. On one of the end faces of the arrangement of the two discs 2.3 there is also a disc-shaped compensating element 8, the outer diameter of which corresponds approximately to the maximum dimension of the base plate 4 in the radial direction. The compensating element 8 has four recesses 9 which extend in the radial direction and are distributed symmetrically around the circumference of the compensating element 8 . In each of these recesses 9 engages or engages ( 1 until 8th ) or two ( 9 until 15 ) Cylindrical rolling elements 10, the central axes of the individual cylindrical rolling elements 10 being aligned parallel to the axis of rotation of the shaft coupling 1. Two rolling elements 10 located in the same recess 9 are referred to as a rolling element arrangement 11 . In the in the 1 until 8th example shown, each rolling element arrangement 11 is identical to a single rolling element 10 .

Der Wälzkörper 10 einer Wälzkörperanordnung 11 beziehungsweise die beiden Wälzkörper 10 einer Wälzkörperanordnung 11 (9 ff.) greift beziehungsweise greifen entweder in eine längliche Ausnehmung 12 in der Grundplatte 4 der Antriebsscheibe 2 oder in eine ebenfalls längliche Ausbuchtung 13 in der Abtriebsscheibe 3 ein. Während jede Ausnehmung 12 in der Antriebsscheibe 2 eine geschlossene Umrandung aufweist, gehen die Ausbuchtungen 13 in die zentrale Öffnung der Abtriebsscheibe 3 über, in welcher die Grundplatte 4 angeordnet ist.The rolling element 10 of a rolling element arrangement 11 or the two rolling elements 10 a rolling element arrangement 11 ( 9 ff.) engages or engage either in an elongated recess 12 in the base plate 4 of the drive pulley 2 or in a likewise elongated bulge 13 in the output pulley 3 . While each recess 12 in the drive pulley 2 has a closed border, the bulges 13 merge into the central opening of the driven pulley 3, in which the base plate 4 is arranged.

Zwei sich diametral gegenüberliegende Wälzkörperanordnungen 11 wirken einerseits mit dem Ausgleichselement 8 und andererseits mit der Antriebsscheibe 2 zusammen, während die beiden anderen, sich ebenfalls diametral gegenüberliegenden Wälzkörperanordnungen 11 jeweils einerseits mit dem Ausgleichselement 8 und andererseits mit der Abtriebsscheibe 3 zusammenwirken. Die mit der Antriebsscheibe 2 zusammenwirkenden Wälzkörperanordnungen 11 sind gegenüber den mit der Abtriebsscheibe 3 zusammenwirkenden Wälzkörperanordnungen 11 um 90 Grad verdreht. Sämtliche Wälzkörper 10 der Wellenkupplung 1 sind in einer Wälzkörperhaltevorrichtung 14 geführt. Auf jeder Stirnseite der Wellenkupplung 1 weist die Wälzkörperhaltevorrichtung zwei im Wesentlichen ringförmige Halteelemente 15,16, nämlich ein inneres Halteelement 15 und ein äußeres Halteelement 16, auf. Die beiden inneren Halteelemente 15 sind durch Bolzen 17, welche die Wellenkupplung 1 in axialer Richtung durchdringen, miteinander verbunden. Entsprechendes gilt für die Verbindung zwischen den beiden äußeren Halteelementen 16.Two diametrically opposite rolling element assemblies 11 interact on the one hand with the compensating element 8 and on the other hand with the drive pulley 2, while the other two rolling element assemblies 11, which are also diametrically opposed, each interact with the compensating element 8 on the one hand and with the driven pulley 3 on the other. The rolling element arrangements 11 interacting with the drive pulley 2 are rotated through 90 degrees in relation to the rolling element arrangements 11 interacting with the driven pulley 3 . All rolling elements 10 of the shaft coupling 1 are guided in a rolling element holding device 14 . On each end face of the shaft coupling 1, the rolling element holding device has two essentially ring-shaped holding elements 15, 16, namely an inner holding element 15 and an outer holding element 16. The two inner retaining elements 15 are connected to one another by bolts 17 which penetrate the shaft coupling 1 in the axial direction. The same applies to the connection between the two outer holding elements 16.

Durch das äußere Halteelement 16 sind diejenigen Wälzkörper 10 geführt, welche die Kraftübertragung zwischen dem Ausgleichselement 8 und der Antriebsscheibe 2 bewerkstelligen. Jedes der äußeren Halteelemente 16 ist nahezu vollständig ringförmig und jeweils in einer einzigen Ebene liegend gestaltet. Lediglich in den beiden Umfangsbereichen mittig zwischen den durch das äußere Halteelement 16 geführten Wälzkörperanordnungen 11 weist das äußere Halteelement 16 zwei Versatzabschnitte 18 auf, welche gegenüber den übrigen Abschnitten des äußeren Halteelementes 16 in axialer Richtung leicht herausgehoben sind. Durch diese umformtechnisch leicht realisierbare Heraushebung der Versatzabschnitte 18 ist in jedem dieser Abschnitte freier Raum geschaffen, in welchen das innere Halteelement 15 eingreifen kann. Hierbei erstreckt sich jeweils ein in radialer Richtung ausgerichtetes Absatzstück 19 des inneren Halteelementes 15 in den durch den Versatzabschnitt 18 gebildeten freien Raum. Im Übrigen ist das innere Halteelement 15 ringförmig ausgebildet und liegt radial innerhalb des äußeren Halteelementes 16. Hierbei liegen das komplette innere Halteelement 15 und nahezu mit Ausnahme der Versatzabschnitte 18 das komplette äußere Halteelement 16 in ein und derselben Ebene.Through the outer holding element 16 those rolling elements 10 are guided, which bring about the transmission of force between the compensating element 8 and the drive pulley 2 . Each of the outer holding elements 16 is designed almost completely annular and lying in a single plane. The outer holding element 16 has two offset sections 18 only in the two circumferential regions centrally between the rolling element arrangements 11 guided by the outer holding element 16, which are slightly raised in the axial direction compared to the other sections of the outer holding element 16. This lifting of the offset sections 18, which can be easily realized by forming, creates free space in each of these sections, into which the inner retaining element 15 can engage. In this case, a shoulder piece 19 of the inner retaining element 15 oriented in the radial direction extends into the free space formed by the offset section 18 . Otherwise, the inner holding element 15 is ring-shaped and lies radially inside the outer holding element 16. Here, the entire inner holding element 15 and, almost with the exception of the offset sections 18, the entire outer holding element 16 lie in one and the same plane.

Dank der beschriebenen Ausgestaltung der Grundplatte 4 der Abtriebsscheibe 3, des Ausgleichselementes 8, sowie der Wälzkörperhaltevorrichtung 14 weisen sämtliche Wälzkörperanordnungen 11 den gleichen Abstand zur Rotationsachse der Wellenkupplung 1 auf, solange die mittels der Wellenkupplung 1 miteinander gekuppelten Wellen dieselbe Rotationsachse aufweisen.Thanks to the described configuration of the base plate 4 of the driven pulley 3, the compensating element 8 and the rolling element holding device 14, all the rolling element arrangements 11 have the same distance to the axis of rotation of the shaft coupling 1, as long as the shafts coupled to one another by means of the shaft coupling 1 have the same axis of rotation.

Verschiedene Möglichkeiten, die Wälzkörper 10 auf den Bolzen 17 der Wälzkörperhaltevorrichtung 14 zu lagern, sind in den 4 bis 6 sowie in den 10 bis 12 veranschaulicht. Wie aus den Figuren hervorgeht, können die Wälzkörper 10 entweder direkt (4,12), mit Hilfe einer Gleitbuchse 20 (5,13) oder mit Hilfe von Lagernadeln 21 (6,14) gelagert sein. Gleitbuchsen 20 sowie Lagernadeln 21 werden zusammenfassend als Lagerelemente bezeichnet.Various ways to store the rolling elements 10 on the bolt 17 of the rolling element holding device 14 are in the 4 until 6 as well as in the 10 until 12 illustrated. As can be seen from the figures, the rolling elements 10 can either directly ( 4 , 12 ), with the help of a sliding bush 20 ( 5 , 13 ) or with the help of bearing needles 21 ( 6 , 14 ) to be stored. Sliding bushings 20 and bearing needles 21 are collectively referred to as bearing elements.

Um die Reibung zwischen dem Ausgleichselement 8 und den Scheiben 2,3 zu minimieren, sind am Ausgleichselement 8 optional, wie in 7 erkennbar, Prägepunkte 22 vorgesehen. Einen vergleichbaren Zweck erfüllen Anlaufpunkte 23, welche in die Halteelemente 15,16 eingeformt sind. In diesem Zusammenhang wird auf die 8 und 16 verwiesen. Die obere Hälfte von 16 zeigt Einzelteile des Ausführungsbeispiels nach 1; die untere Hälfte Einzelteile des Ausführungsbeispiels nach 9 mit jeweils vergleichbarer Funktion. In der linken Hälfte von 16 ist jeweils ein inneres Halteelement 15, in der rechten Hälfte jeweils ein Halteelement 16 dargestellt. In allen Halteelementen 15,16 sind Öffnungen 24 erkennbar, in welchen jeweils ein in 16 nicht dargestellter Bolzen 17 befestigt ist. Die Befestigung des Bolzens 17 in der Öffnung 24 kann beispielsweise durch Verstemmen oder Verschweißen erfolgen. Die gesamte, die Halteelemente 15,16 sowie die Bolzen 17 umfassende Wälzkörperhaltevorrichtung 14 ist leicht elastisch gestaltet, was insbesondere bei schnellen Belastungsänderungen sowie geometrischen Änderungen, welche durch die Wellenkupplung 1 aufzunehmen sind, von Vorteil ist.In order to minimize the friction between the compensating element 8 and the discs 2, 3, the compensating element 8 can be optionally fitted as shown in 7 recognizable, embossing points 22 are provided. Contact points 23, which are formed in the holding elements 15, 16, fulfill a comparable purpose. In this context, the 8th and 16 referred. The top half of 16 shows individual parts of the embodiment 1 ; the lower half of the individual parts of the embodiment 9 each with a comparable function. In the left half of 16 an inner holding element 15 is shown in each case, and a holding element 16 is shown in each case in the right-hand half. Openings 24 can be seen in all holding elements 15, 16, in each of which an in 16 not shown bolt 17 is attached. The bolt 17 can be fastened in the opening 24, for example, by caulking or welding. The entire rolling element holding device 14, which includes the holding elements 15, 16 and the bolts 17, is designed to be slightly elastic, which is particularly advantageous in the case of rapid load changes and geometric changes which the shaft coupling 1 has to absorb.

Bezugszeichenlistereference list

11: Wellenkupplungshaft coupling
22: Antriebsscheibedrive pulley
33: Abtriebsscheibedriven pulley
44: Grundplattebase plate
55: Flanschflange
66: Spaltgap
77: Bohrungdrilling
88th: Ausgleichselementcompensation element
99: Ausnehmungrecess
1010: Wälzkörperrolling elements
1111: Wälzkörperanordnungrolling element arrangement
1212: Ausnehmungrecess
1313: Ausbuchtungbulge
1414: Wälzkörperhaltevorrichtungrolling element holding device
1515: inneres Halteelementinner retaining element
1616: äußeres Halteelementouter retaining element
1717: Bolzenbolt
1818: Versatzabschnittoffset section
1919: Absatzstückheel piece
2020: Gleitbuchsesliding bush
2121: Lagernadelbearing needle
2222: Prägepunktembossing point
2323: Anlaufpunktpoint of contact
2424: Öffnungopening

Claims

Shaft coupling (1) for compensating for radial misalignment, with two discs (2,3), namely a drive disc (2) and a driven disc (3), and with a compensating element (8) that can be displaced in the radial direction with respect to each of the discs (2,3) , characterized in that the two disks (2,3) lie in a common plane and are coupled to the compensating element (8) by means of cylindrical rolling bodies (10) whose axes are aligned parallel to the axes of the disks (2,3). .

Shaft coupling (1) after claim 1 , characterized in that one of the disks has a non-circular shape and is arranged radially inside the other disk.

Shaft coupling (1) after claim 2 , characterized in that the non-round disc has a flange (5) penetrating the compensating element.

Shaft coupling (1) after claim 2 or 3 , characterized in that in the first disc (2) held rolling elements (10) and in the second disc (3) held rolling elements (10) are on a common pitch circle.

Shaft coupling (1) after claim 4 , characterized in that there is exactly one pitch circle on which there are a total of four rolling elements (10).

Shaft coupling (1) after claim 4 , characterized in that each disc (2,3) is coupled to the compensating element (8) by two roller body arrangements (11), each roller body arrangement (11) having a plurality of roller bodies (10) spaced apart from one another in the radial direction of the disc (2,3). includes.

Shaft coupling (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the compensating element (8) has embossing points (22) provided for contacting at least one of the disks (2, 3).

Shaft coupling (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the cylindrical rolling elements (10) are guided in a rolling element holding device (14) which has ring-shaped holding elements (15 ,16), wherein in each case two opposing holding elements (15,16) are connected to one another by bolts (17) and the cylindrical rolling elements (10) are mounted on the bolts (17).

Shaft coupling (1) after claim 8 , characterized by the cylindrical rolling bodies (10) being mounted on the bolts (17) with separate bearing elements (20,21), the bearing elements (20,21) belonging to the group of bearing elements which include sliding bushes (20) and bearing needles (21) includes.

Shaft coupling (1) after claim 8 or 9 , characterized in that the holding elements (15, 16) have contact points (23) which are provided for contacting at least one of the elements drive pulley (2), driven pulley (3) and compensating element (8).