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Title:
COUPLING DEVICE FOR TRANSFERRING A ROTATING MOTION, COMPRISING A SPRING ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/010185
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coupling device (1) for transferring a rotating motion, comprising a first coupling part (10) with a cogging (11), a second coaxially disposed coupling part (20) with another cogging (21) that cooperates with the cogging (11) of the first coupling part (10), at least one spring element (30) for providing a tension between the two coupling parts (20, 23) in the peripheral direction, and comprising a pressure member (40) that forms a key joint with a tooth flank (24) of at least one tooth (22) of the cogging (21) of the second coupling part (20), wherein the pressure member (40) presses against the tooth flank (24) with a radial spring force FR of the spring element (30), said force acting in the radial direction, and thereby producing a tensioning force FU acting in the peripheral direction. The coupling device (1) is characterized in that the spring element (30) establishes the position of the pressure member (40) in the peripheral direction.

Inventors:
CHAZOTTE JEAN-PIERRE (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/059597
Publication Date:
January 28, 2010
Filing Date:
July 24, 2009
Export Citation:
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Assignee:
GETRAG FORD TRANSMISSIONS GMBH (DE)
CHAZOTTE JEAN-PIERRE (DE)
International Classes:
F16D1/10
Foreign References:
US5460574A1995-10-24
US20060156855A12006-07-20
US4303149A1981-12-01
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Claims:
Patentansprüche:

1. Kupplungsvorrichtung (1 ) zur Übertragung einer Drehbewegung,

- mit einem ersten Kupplungsteil (10), das eine Verzahnung (1 1 ) aufweist,

- mit einem zweiten, koaxial angeordneten Kupplungsteil (20), das eine mit der Verzahnung (1 1 ) des ersten Kupplungsteils (10) zusammenwirkende weitere Verzahnung (21 ) aufweist,

- mit wenigstens einem Federelement (30) zur Verspannung zwischen den beiden Kupplungsteilen (20, 23) in Umfangsrichtung, und

- mit einem Druckkörper (40), der mit einer Zahnflanke (24) wenigstens eines Zahnes (22) der Verzahnung (21 ) des zweiten Kupplungsteils (20) eine Keilverbindung bildet, wobei der Druckkörper (40) mit einer in radialer Richtung wirkenden Radialfederkraft FR des Federelementes (30) gegen die Zahnflanke (24) drückt und dabei eine in Umfangsrichtung wirkende Verspannungs- kraft Fu erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) die Position des Druckkörpers (40) in Umfangsrichtung festlegt.

2. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) eine in Umfangsrichtung auf den Druckkörper (40) gerichtete Tangentialfederkraft ausübt.

3. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steifigkeit des Federelementes (30) in Umfangsrichtung größer ist als eine Steifigkeit in radialer Richtung ist.

4. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement einen Balken mit zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Enden aufweist, mit denen sich das Federelement in radialer Richtung am ersten Kupplungsteil abstützt, wobei der Druckkörper in Umfangs- richtung fest oder starr mit dem Balken verbunden ist und wobei der Balken die auf ihn wirkenden Radialkräfte zu seinen Enden überträgt.

5. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) in einer Ausnehmung (13) der Verzahnung

(1 1 ) des ersten Kupplungsteils (10) sitzt.

6. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) axial in die Ausnehmung (13) einschiebbar ist.

7. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (40) in Eingriff mit den Zahnflanken (24) zweier benachbarter Zähne (22a, 22b) der Verzahnung (21 ) des zweiten Kupplungsteils (20) steht.

8. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (40) in Umfangsrichtung gegenüber den Zähnen

(12) der Verzahnung (1 1 ) des ersten Kupplungsteils (10) versetzt angeordnet ist.

9. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (40) einen keilförmigen oder zahnförmigen Querschnitt aufweist.

10. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (40) sich in axialer Richtung erstreckt und wenigstens ein verjüngtes stirnseitiges Ende (42) aufweist.

1 1. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das stirnseitige Ende (42) des Druckkörpers (40) in axialer Richtung gegenüber der Verzahnung (1 1 ) des ersten Kupplungsteils (10) zurückgesetzt ist.

12. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) eine Blattfeder umfasst.

13. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (40) einstückig an dem Federelement (30) angeformt ist.

14. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) einen Halteflügel (34) aufweist, die zur a- xialen Festlegung des Federelementes (30) an dem ersten Kupplungsteil (10) dient.

15. Kupplungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) aus Blech herstellbar ist.

Description:
Kupplungsvorrichtung zur Übertragung einer Drehbewegung mit Federelement

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zur Übertragung einer Drehbewegung, mit einem ersten Kupplungsteil, das eine Verzahnung aufweist, mit einem zweiten, koaxial zum ersten Kupplungsteil angeordneten Kupplungsteil, das eine mit der Verzahnung des ersten Kupplungsteils zusammen wirkende weitere Verzahnung aufweist, und mit wenigstens einem Federelement zur Verspannung der beiden Kupplungsteile in Umfangsrichtung.

Eine derartige Kupplungsvorrichtung wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, um einen Verbrennungsmotor mit einem Getriebe des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Das erste Kupplungsteil kann dabei als Nabe mit einer Innenverzahnung ausgebildet sein, während das zweite Kupplungsteil eine Welle mit einer Außenverzahnung darstellt, wobei sich die Welle mit der Außenverzahnung in die Innenverzahnung der Nabe axial verschieben lässt. Durch das Federelement, die die Kupplungsteile in Umfangsrichtung verspannt, sollen unerwünschte Geräusche vermieden werden, die bei Schwingungsanregungen durch den Verbrennungsmotor in der Kupplungsvorrichtung entstehen können (z.B. das Klackern der Zähne durch Hin- und Herbewegung innerhalb des Zahnspiels, insbesondere im Leerlauf).

Aus der DE 44 07 169 A1 ist eine Kupplungsvorrichtung bekannt, bei der das erste Kupplungsteil als Nabe mit Innenverzahnung ausgeführt. Das zweite Kupplungsteil weist eine zur Innenverzahnung korrespondierende Außenverzahnung auf. In der Nabe sind zwei diametral gegenüberliegende radiale Schlitze mit radial verlaufenden Seitenflächen eingebracht. In einen Schlitz ist jeweils ein Segment in Form eines Gleitsteins eingesetzt, wobei dessen Beweglichkeit in Umfangsrichtung durch die Seitenflächen des entsprechenden Schlitzes begrenzt wird. Der Gleitstein ist an einem radial inneren Ende mit einer inneren Mitnahmeverzahnung versehen, welche der Außenverzahnung des zweiten Kupplungsteils angepasst ist. An einer äußeren Umfangsf lache weist der Gleitstein eine Umfangsnut für den Eingriff eines geschlitzten ringförmigen Biege- Formfederelementes auf, welches in einem Leerlaufbetrieb der Kupplungsvorrichtung die Gleitsteine radial nach innen gegen die Außenverzahnung des zweiten Kupplungsteils drückt. Die Mitnahmeverzahnung am radial inneren Ende des Gleitsteins weist somit mehrere Zähne oder allgemein formuliert Druckkörper auf, die mit einer Zahnflanke der Zähne der Außenverzahnung des zweiten Kupplungsteils eine Keilverbindung bilden, wobei die Gleitsteine und somit die Zähne der Mitnahmeverzahnung mit einer in radialer Richtung wirkenden Radialfederkraft des Biege-Formfederelementes gegen die Zahnflanken der Außenverzahnung des zweiten Kupplungsteils drücken und dabei eine in Umfangsrichtung wirkende Verspannungskraft erzeugt wird, die Relativbewegungen in Umfangsrichtung entgegenwirkt.

Der Aufbau der Kupplungsvorrichtung der DE 44 07 169 A1 ist vergleichsweise aufwändig und raumgreifend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung mit zwei Kupplungsteilen und mit Federelement bereit zu stellen, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug zur Verbindung von Motor und Getriebe einsetzbar ist, die in einem beschränkten Bauraum untergebracht werden kann, eine Geräuschentwicklung der Kupplungsvorrichtung durch Schwingungen des Motors möglichst vermeidet, einfach aufgebaut und leicht zu montieren ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele können den Unteransprüchen entnommen werden. Gemäß Anspruch 1 wird eine Kupplungsvorrichtung vorgeschlagen, bei der das Federelement die Position des Druckkörpers in Umfangsrichtung festlegt. Vorzugsweise übt dabei das Federelement in Umfangsrichtung auf den Druckkörper eine Umfangs- oder Tangentialfederkraft aus. Die Position des Druckkörpers ist somit in Umfangsrichtung ohne Spiel festgelegt, da es nur gegen die Tangentialfederkraft des Federelementes möglich ist, den Druckkörper in Umfangsrichtung zu verschieben. Ein spielbehafteter Sitz des Druckkörpers im ersten Kupplungsteil und somit eine etwaige Geräuschentwicklung durch das gegebene Spiel kann somit ausgeschlossen werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Steifigkeit des Federelementes in Umfangsrichtung größer als eine Steifigkeit in radialer Richtung. Die Steifigkeit des Federelementes in Umfangsrichtung kann dabei mehr als zweimal oder zehnmal größer sein als die Steifigkeit in radialer Richtung.

Vorzugsweise weist das Federelement ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, die in Umfangsrichtung voneinander beanstandet sind und zur Abstützung des Federelements am ersten Kupplungsteil in radialer Richtung dienen. In Umfangsrichtung gesehen befindet sich vorzugsweise zwischen diesen beiden Enden der Druckkörper bzw. der Kontaktpunkt/Kontaktfläche zwischen Druckkörper und Zahnflanke der Verzahnung des zweiten Kupplungsteils. Die Positionierung des Druckkörpers in Umfangsrichtung bezogen auf die zwei Enden kann dabei so erfolgen, dass die beiden Enden in etwa gleich große Radialkräfte auf das erste Kupplungsteil übertragen.

Zur Abstützung der Radialfederkraft, mit welcher der Druckkörper gegen die Zahnflanke des zweiten Kupplungsteils drückt, kann ein balkenförmiges Bauteil (oder im folgenden: auch Balken) vorgesehen sein, das sich zwischen den beiden Enden erstreckt. Vorzugsweise bildet dabei das balkenförmige Bauteil die beiden Enden aus, mit denen sich das Federelement an dem ersten Kupplungsteil abstützt. Somit werden die auf den Druckkörper wirkenden Radialkräfte bzw. entsprechende Reaktionskräfte vom Balken aufgenommen und dann zu den beiden Enden geleitet oder übertragen. Eine Abstützung in tangentialer Richtung muss nicht notwendigerweise an beiden Enden erfolgen, hier kann es ausreichend sein, wenn eine tangentiale Abstützung nur an einem Ende erfolgt. Das balkenförmige Bauteil wirkt dabei vorzugsweise mit dem Druckkörper so zusammen, dass der Druckkörper über den Balken die notwendige Positionsfestlegung in Umfangsrichtung erfährt. Beispielsweise kann der Druckkörper, in Umfangsrichtung starr mit dem Balken verbunden (der Druckkörper lässt sich somit in Umfangsrichtung nicht gegenüber dem Balken bewegen). Die starre Verbindung in Umfangrichtung schließt dabei nicht nur eine starre Verbindung zwischen Balken und Druckkörper in Radialrichtung, sondern auch eine Verbindung ein, bei der der Druckkörper relativ zum Balken in radialer Richtung verschoben werden kann.

Ein Federweg, den der Druckkörper in radialer Richtung aufweist, kann allein durch die biegeelastische Verformung des Balkens herrühren. Es ist aber auch möglich, einen steifen Balken einzusetzen und zwischen Balken und Druckkörper eine radial wirkende Feder einzusetzen.

Die Verzahnung des ersten Kupplungsteils kann eine Innenverzahnung sein. Entsprechend ist das zweite Kupplungsteil mit einer Außenverzahnung ausgebildet. Dabei drückt das Federelement den Druckkörper radial nach innen gegen die Außenverzahnung des zweiten Kupplungsteils. Alternativ dazu ist es möglich, dass das erste Kupplungsteil als Verzahnung eine Außenverzahnung aufweist. In diesem Fall würde der Druckkörper durch das Federelement radial nach außen gegen die Innenverzahnung des zweiten Kupplungsteils gedrückt werden.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Druckkörper gegen die Außenverzahnung des zweiten Kupplungsteils gedrückt wird, kann das Federelement in einer radial nach innen offenen Ausnehmung der Verzahnung der ersten Kupplungsteiles sitzen. Das erste Kupplungsteil kann dabei eine Nabe mit vollständig geschlossenem Umfang sein. Das Federelement stützt sich dabei über Wände der Ausnehmung sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung am ersten Kupplungsteil ab.

Das Federelement und/oder die Ausnehmung können so ausgebildet sein, dass sich das Federelement axial in die Ausnehmung einschieben lässt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Federelement und/oder die Ausnehmung so zu gestalten, dass ein Einsetzen in radialer Richtung in die Ausnehmung möglich ist.

- A - Der Druckkörper kann in Eingriff mit den Zahnflanken zweier benachbarter Zähne der Verzahnung des zweiten Kupplungsteils stehen. Dabei greift der Druckkörper in eine Zahnlücke zwischen den beiden benachbarten Zähnen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Druckkörper an der Zahnflanke nur eines Zahnes anliegt. Bei Anlage an der Zahnflanke nur eines Zahnes drückt das Federelement über den Druckkörper die Verzahnung des zweiten Kupplungsteils relativ zur Verzahnung des ersten Kupplungsteils derart in Umfangsrichtung, dass die Zahnflanken der Zähne der Verzahnung des ersten Kupplungsteiles mit den entsprechenden gegenüberliegenden Zahnflanken der Zähne der Verzahnung des zweiten Kupplungsteiles in Anlage kommen.

Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem der Druckkörper in Eingriff mit den Zahnflanken zweier benachbarter Zähne der Verzahnung des ersten Kupplungsteils steht, kann eine Ausrichtung der Verzahnungen der beiden Kupplungsteile dergestalt erreicht werden, dass die Zähne nicht an ihren Flanken aneinander anliegen, sondern mittig in der Lücke benachbarter Zähne der anderen Verzahnung liegen. Wird nun aus dieser Lage der Zähne, die im folgenden durch den Begriff „Mitte-Mitte" bezeichnet wird, auf die Kupplungsvorrichtung ein Drehmoment aufgebracht, verdrehen sich in Umfangsrichtung die Verzahnungen zueinander, wodurch der Druckkörper gegen die Radialfederkraft radial verschoben wird und die Zahnflanken zur Anlage kommen. Ein Teil des Drehmoments zwischen erstem und zweitem Kupplungsteil wird somit über das Federelement und ein weiterer Teil über die Zahnflanken übertragen.

Eine Ausrichtung der Verzahnungen der beiden Kupplungsteile, bei der die Zähne der einen Verzahnung mittig in den Zahnlücken der anderen Verzahnung („Mitte-Mitte") liegen, kann dadurch erreicht werden, dass der Druckkörper in Umfangsrichtung gegenüber den Zähnen der Verzahnung des ersten Kupplungsteils ohne Versatz angeordnet ist. Der Druckkörper befindet sich dabei in Umfangsrichtung an einer Stelle, an der ansonsten ein Zahn der Verzahnung des ersten Kupplungsteils angeordnet wäre. Durch die Anlage an den Zahnflanken zweier benachbarter Zähne werden somit die Verzahnungen der beiden Kupplungsteile in der Konstellation „Mitte-Mitte" ausgerichtet. Ist jedoch der Druckkörper gegenüber den Zähnen der Verzahnung des ersten Kupplungsteiles in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, werden die Verzahnungen so verspannt, dass die einzelnen Zähne Flanke an Flanken anliegen („Flanke-Flanke"), auch wenn der Druckkörper mit den Zahnflanken zweier benachbarter Zähne in Eingriff steht.

Der Druckkörper kann einen keilförmigen oder zahnförmigen Querschnitt weisen, der mit dem Zahnprofil der Zähne der Verzahnung des zweiten Kupplungsteils korrespondiert. Dadurch lassen sich punktförmige Flächen vermeiden, die zu Spannungsspitzen führen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Druckkörper in axialer Richtung und weist wenigstens ein verjüngtes stirnseitiges Ende auf. Das verjüngte stirnseitige Ende erleichtert das axial Ineinanderschieben der Verzahnungen der Kupplungsteile. Das stirnseitige Ende kann somit entsprechende Einführschrägen aufweisen, so dass der Druckkörper nicht das axiale Ineinanderschieben versperrt.

Das stirnseitige Ende des Druckkörpers kann in axialer Richtung gegenüber der Verzahnung des ersten Kupplungsteils zurück versetzt sein. Beim axialen Ineinanderschieben der Verzahnungen würden die Verzahnungen zunächst in Eingriff kommen, ohne dass der Druckkörper mit der Verzahnung des zweiten Kupplungsteils in Berührung kommt. Dadurch lassen sich erstes und zweites Kupplungsteil ohne Widerstand durch das Federelement axial teilweise ineinander schieben. Bei weiterem Ineinanderschieben drücken die Zähne der Verzahnung des zweiten Kupplungsteils den Druckkörper gegen die Kraft des Federelementes radial nach außen (oder nach innen), wodurch durch die Keilwirkung zwischen Druckkörper und den Zahnflanken der Zähne eine Ausrichtung der Verzahnungen in Umfangsrichtung und eine Verspannung in Umfangs- richtung erfolgen.

Das Federelement kann eine Blattfeder umfassen. Die Blattfeder kann dabei so geformt sein, dass sie sowohl die Radialfederkraft als auch die Tangentialfederkraft des Federelementes bereit stellt. Die biegeelastische Verformung des Balkens wird somit durch eine Blattfeder realisiert. Alternativ kann der Balken auch durch einen gebogenen Draht gebildet werden, wobei das Druckstück vorzugsweise einen Teil des gebogenen Drahts darstellt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Druckkörper einstückig an dem Federelement angeformt. Federelement und Druckkörper bilden somit ein einzelnes Stück, das sich in einem Montageschritt in die Ausnehmung der Verzahnung des ersten Kupplungsteils einführen lässt.

Vorzugsweise weist das Federelement einen Halteflügel auf, der zur axialen Festlegung des Federelementes an dem ersten Kupplungsteil dient. Somit hilft der Halteflügel zu vermeiden, dass beim Ineinanderschieben der Verzahnungen der Kupplungsteile das Federelement und, soweit die einstückige Ausführung zugrunde gelegt wird, der Druckkörper axial aus der gewünschten Position verschoben wird.

Das Federelement kann aus Blech hergestellt sein. Bei dem einstückig angeformten Druckkörper kann es sich dabei um eine Blechausstellung handeln, die aus einer Ebene der Blattfeder hervorsteht. Das Druckstück kann mit der Blattfeder kraft- oder formschlüssig verbunden sein (verklebt, verschweißt, per Anschlag).

Wie oben erwähnt ist es auch möglich, einen steifen Balken einzusetzen und zwischen Balken und Druckkörper eine radial wirkende Feder einzusetzen. Die radial wirkende Feder kann durch eine Schrauben- oder Blattfeder gebildet sein, wobei Kräfte in Um- fangsrichtung durch die Feder selbst vom Druckstück auf den Balken übertragen werden. Alternativ durch einen seitlichen Anschlag zwischen Druckstück und Balken, wobei Kräfte in Umfangsrichtung somit direkt vom Druckstück auf den Balken übertragen werden. Das Druckstück ist in radialer Richtung entlang des Anschlags verschiebbar. Ein solcher Anschlag kann sowohl in Richtung des Uhrzeigersinns, als auch in der Gegenrichtung angebracht sein oder das Druckstück (ggf. auch die Feder) vollständig umschließen.

Vorzugsweise sind am ersten Kupplungsteil mehrere Federelemente angeordnet, die in Umfangsrichtung so verteilt sind, dass sich deren Radialkräfte bezogen auf die Mittelachse der Kupplungsvorrichtung aufheben. Beispielsweise können zwei Federelemente vorgesehen sein, die in einem Winkel von 180° zueinander angeordnet sind. Bei einer Anordnung mit drei Elementen beträgt der Winkelabstand zwischen benachbarten Federelementen 120°, mit vier Elementen vorzugsweise 90°. Durch eine derartige Anordnung der Federelemente können die Kupplungsteile gut zueinander zentriert werden, selbst wenn die Kupplungsvorrichtung kein Drehmoment überträgt. Der exakte Winkelabstand der Federelemente wird im Wesentlichen durch die Lage der zu dem jeweiligen Federelement benachbarten Zähnen bestimmt. Je nach Anzahl der Zähne in Umfangsrichtung und deren Abstand zueinander kann der Winkelabstand der Federelemente von den exakten Werten 180° 120° 90° usw. mehr oder weniger stark abweichen.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines ersten

Kupplungsteils in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Kupplungsvorrichtung in perspektivischer

Ansicht;

Fig. 3 die Kupplungsvorrichtung der Figur 3 im Ausschnitt im Längsschnitt;

Fig. 4 in perspektivischer Ansicht ein Federelement; und

Fig. 5 einen Teil der Verzahnung des ersten Kupplungsteils mit dem

Federelement in der Draufsicht.

Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein erstes Kupplungsteil 10 einer Kupplungsvorrichtung 1 , die in Figur 2 im Ausschnitt dargestellt ist und neben dem ersten Kupplungsteil 10 ein zweites Kupplungsteil 20 umfasst. Die Kupplungsvorrichtung 1 umfasst des Weiteren mehrere Federelemente 30, von denen eins in Figur 4 perspektivisch dargestellt ist. Das erste Kupplungsteil 10 ist als Nabe mit einer Innenverzahnung 11 ausgebildet. Die Innenverzahnung 11 weist dabei eine Vielzahl von einzelnen nach innen gerichteten Zähnen 12 auf. Diese Zähne 12 stehen im zusammengebauten Zustand der Kupplungsvorrichtung 1 mit Zähnen 22 einer Außenverzahnung 21 des zweiten Kupplungsteils 20 in Eingriff. Die Kupplungsteile 10, 20 sind dabei koaxial zu einer Drehachse 2 der Kupplungsvorrichtung 1 angeordnet. Die Kupplungsvorrichtung lässt in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse 2, eine relative Verschiebung der Kupplungsteile 10, 20 zu. Beispielsweise kann die Kupplungsvorrichtung dazu dienen, die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug mit einem Getriebe des Kraftfahrzeugs zu verbinden.

Wie insbesondere der Figur 2 und auch der Figur 3, die einen Ausschnitt der Kupplungsvorrichtung im Längsschnitt zeigt, entnommen werden kann, ist das Federelement 30 in einer Ausnehmung 13 der Innenverzahnung 12 angeordnet. An der Stelle der Ausnehmung 13 fehlen mehrere Zähne (beispielsweise drei bis fünf Zähne) der Innenverzahnung 12. Die Ausnehmung 13 erstreckt sich in Umfangsrichtung des ersten Kupplungsteiles 10 und weist zwei sich gegenüberstehende Begrenzungswände 14a, 14b auf (vgl. Figur 3). Zwischen den Begrenzungswänden 14a, 14b verläuft ein leicht gekrümmter Ausnehmungsboden 15. Die Begrenzungswände 14a, 14b sind zu einer Mittellinie 31 des spiegelsymmetrisch aufgebauten Federelementes 30 leicht geneigt, wobei ein Schnittpunkt einer gedachten Verlängerung der Begrenzungswände 14a, 14b außerhalb des ersten Kupplungsteiles 10 liegt.

In Figur 3 sind von dem zweiten Kupplungsteil 20 im Wesentlichen nur zwei benachbarte Zähne 22a, 22b dargestellt, zwischen denen eine Zahnlücke 23 gegeben ist. In die Zahnlücke 23 greift der Druckkörper 40 der einstückig mit dem Federelement 30 ausgebildet ist. Die Einstückigkeit ist insbesondere in Figur 4 zu erkennen.

Das Federelement 30 weist zwei Blattfederflügel 32a, 32b auf, die in Einbaulage des Federelementes 30 mit ihren abgekanteten Enden 33a, 33b in der Ausnehmung 13 sitzen, wobei sich die abgekanteten Enden 33a, 33b an den Begrenzungswänden 14a, 14b abstützen und somit die Position des Federelementes 30 in Umfangsrichtung festlegen zu beachten ist, dass Figur 3 nicht die Einbaulage des Federelementes 30 in der Ausnehmung 13 zeigt, sondern das Federelement 30 zwar in dessen vorgesehenen Position, aber nicht mit verformten Blattfederflügeln 32a, 32b, die in Einbaulage des Federelementes 30 leicht gebogen wären.

In Einbaulage des Federelementes 30 würde der Druckkörper 40 mit seinen geneigten Flanken 41 a und 41 b an den sich gegenüberstehenden Flanken 24 der Zähne 22a, 22b anliegen. Dabei sind die Blattfederflügel 32a, 32b verformt und drücken den Druckkör- per 40 mit einer radial nach innen gerichteten Radialfederkraft F R gegen die Zahnflanken 24 der Zähne 22a, 22b. Der Druckkörper 40 und die Zähne 22a, 22b bilden dabei eine Keilverbindung aus, durch die die radial wirkende Kraft F R eine in Umfangsrichtung wirkende Kräfte Fu umgewandelt wird. Würde nun das zweite Kupplungsteil 20 relativ zum ersten Kupplungsteil 10 in Umfangsrichtung ausgelenkt werden, müssen dabei die aus der Radialfederkraft F R und der Keilverbindung resultierenden Umfangskräfte Fu überwunden werden. Die Kräfte Fu bewirken dabei, dass ein Zähneklackern aufgrund Schwingungsanregungen des Verbrennungsmotors nicht stattfindet, weil die Kupplungsteile 10, 20 in Umfangsrichtung nur gegen eine Kraft bewegt werden können. Bei einem Zahnflankenwinkel α gleich 30°sind aufgrund der Keilwirkung die Umfangskräfte Fu in etwa doppelt so groß wie die Radialfederkraft F R .

Die Blattfederflügel 32a, 32b sorgen nicht nur für eine Radialfederkraft F R , sondern auch für eine Positionsfestlegung des Druckkörpers 40 in Umfangsrichtung. Das Federelement 30 übt dabei auf den Druckkörper 40 eine Tangentialfederkraft aus, die ihn mittig auf der Mittelachse 31 hält. Die Tangentialfederkraft ist dabei größer als die Radialfederkraft F R und auch größer als die Umfangskraft Fu.

Die beiden Blattfederflügel 32a, 32b bilden einen Balken mit zwei Enden (hier die abgekanteten Enden 33a, 33b) aus, mit welchem der Druckkörper 40 in Umfangsrichtung und in Radialrichtung starr oder fest miteinander verbunden ist (es ist also keine Relativbewegung zwischen Druckkörper und der Stelle möglich, an der der Druckkörper mit den beiden Blattfederflügel 32a, 32b verbunden ist). Der Balken überträgt die auf den Druckkörper wirkenden Kräfte auf seine Enden, die sich am ersten Kupplungsteil 10 abstützen.

Der Druckkörper 40 ist über das Federelement 30 bezogen auf das erste Kupplungsteil 10 so angeordnet, dass bei entlasteter Kupplungsvorrichtung 1 (übertragenes Drehmoment gleich Null bzw. sehr klein) die Zähne 12 des ersten Kupplungsteiles 10 mittig in den Zahnlücken 23 des zweiten Kupplungsteil 20 liegen. Wird nun durch das zweite Kupplungsteil 20 ein Drehmoment in die Kupplungsvorrichtung 1 eingeleitet, wobei das Drehmoment in der Darstellung der Figur 3 im Uhrzeigersinn wirken soll, so verdreht sich das zweite Kupplungsteil 20 bezogen auf das erste Kupplungsteil 10 im Uhrzeigersinn, bis die Zähne 22 des zweiten Kupplungsteils 20 an entsprechenden Gegenflanken der Zähne 12 des ersten Kupplungsteils 10 anliegen. Bei der relativen Verdrehung der Kupplungsteile 10, 20 wird der Druckkörper 40 gegen die Radialfederkraft F R radial nach außen gedrückt. Nimmt nun das durch die Kupplungsvorrichtung geleitete Drehmoment wieder ab, reicht die Radialfederkraft F R wieder aus, den Druckkörper 40 durch das Federelement 30 wieder radial nach innen zu bewegen, wodurch die beiden Verzahnungen 11 , 21 in Umfangsrichtung ausgerichtet werden, so dass die Zähne der beiden Verzahnungen 1 1 , 21 mittig in den entsprechenden Lücken der anderen Verzahnung liegen.

Wie insbesondere der Figur 4 entnommen werden kann, weist das Federelement 30 mit dem daran einstückig angeformten Druckkörper 40 einen blattförmigen Halteflügel 34 auf, der dazu dient, das Federelement 30 bezogen auf das erste Kupplungsteil 10 in axialer Richtung zu fixieren. Der Halteflügel 34 liegt dabei in Einbaulage des Federelementes 30 an den Zähnen 12 der Innenverzahnung 1 1 des ersten Kupplungsteiles 10 stirnseitig an, die unmittelbar an der Ausnehmung 13 angeordnet sind. Der Halteflügel 34 liegt in einer Ebene, die sich senkrecht zur Ebene erstreckt, in der im Wesentlichen die Blattfederflügel 32a, 32b liegen. Wie der Figur 1 entnommen werden kann, wird die axiale Lage des Federelementes einerseits durch die Stirnflächen der Zähne 12 festgelegt, andererseits durch eine kreisförmige Stirnfläche 16, an der der Halteflügel 34 ebenfalls anliegt.

Figur 5 zeigt das Federelement 30 und den daran angeformten Druckkörper 40 sowie einen Ausschnitt der Innenverzahnung 1 1 des ersten Kupplungsteils 10 in der Draufsicht. Zu erkennen ist, dass Blattfederflügel 32a, 32b jeweils von ihrem Ende 33a, 33b in Richtung der Mittelachse 31 des Federelementes 30 in ihrer Breite zunehmen. Ein stirnseitiges Ende 42 des Druckkörpers 40 ist mit Rundungen oder Einführschrägen ausgebildet, die ein axiales Ineinanderschieben der Verzahnungen 1 1 , 21 erleichtern. Zudem ist das stirnseitige Ende 42 gegenüber stirnseitigen Enden 16 der Zähne 12 der Verzahnung zurückversetzt, so dass beim axialen Ineinanderschieben der Verzahnungen 1 1 , 21 zunächst die Zähne 12, 22 der Verzahnungen 1 1 , 21 in Eingriff kommen, ohne dass dem eine Federkraft des Federelementes 30 entgegenwirkt Erst bei weiterem axialen Ineinanderschieben wird der Druckkörper 40 radial gegen die Radialfederkraft F R des Federelementes 30 nach außen gedrückt, wodurch, wie oben bereits beschrieben, eine Verspannung der Kupplungsteile 10, 20 in Umfangsrichtung sowie eine Ausrichtung „Mitte-Mitte" stattfindet.

Bezugszeichenliste:

1 Kupplungsvorrichtung

2 Drehachse

10 erstes Kupplungsteil

11 Innenverzahnung

12 Zahn

13 Ausnehmung

14 Begrenzungswand (14a, 14b)

15 Ausnehmungsboden

16 Stirnseite

20 zweites Kupplungsteil

21 Außenverzahnung

22 Zahn (22a, 22b)

23 Zahnlücke

24 Zahnflanke

30 Federelement

31 Mittelachse

32 Blattfederflügel (32a, 32b)

33 Ende (33a, 33b)

34 Halteflügel

40 Druckkörper

41 Flanke (41 a, 41 b)

42 stirnseitiges Ende