Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Vorrichtungen dienen der Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb zu einem Abtrieb, beispielsweise von einem Schwungrad eines Motors, zu einer Welle. Landläufig werden derartige Vorrichtungen auch als Kupplung bezeichnet.

Derartige bekannte Vorrichtungen dienen einerseits einem

Versatzausgleich, und andererseits auch der Schwingungsdämpfung. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf verhältnismäßig drehweich ausgebildete Kupplungen.

Die Vorrichtung umfasst metallische Klauen, und eine Matrix aus gummielastischem Material, in das die Klauenkörper eingebettet sind. Insgesamt stellt die Vorrichtung eine Ringstruktur bereit.

Die Ringstruktur umfasst eine Außenumfangsfläche, zwei Ringstirnflächen und eine Innenumfangsfläche. Die beiden Ringstirnflächen, die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche stellen gemeinsam eine Hüllkontur der Vorrichtung bereit.

Als Außenumfangsfläche wird ein Teil der Hüllstruktur bezeichnet, der einem radialen Außenraum zugewandt ist. Als Innenumfangsfläche der Kupplung wird diejenige Fläche bezeichnet, die einem radialen Innenraum zugewandt ist. Als Ringstirnfläche werden diejenigen Flächen der Ringstruktur bezeichnet, die in Axialrichtung orientiert sind.

Die Klauenkörper erster Art weisen Radialaufnahmen auf, die zum Durchstecken von radialen Befestigungsmitteln in Form von Schrauben dienen. Diese ermöglichen eine Radialbefestigung der Vorrichtung an einer zentral angeordneten Welle. Die Ringstruktur umgreift im montierten Zustand die Welle. Die Radialbefestigungsmittel können durch die Kupplungskörper erster Art hindurch mit ihren freien Enden an der Welle festgelegt werden.

Die Klauenkörper zweiter Art umfassen in Axialrichtung gerichtete Aufnahmen, durch die hindurch Axialbefestigungsmittel gesteckt werden. Die Axialbefestigungsmittel dienen der Festlegung der Ringstruktur an einem Flansch, z. B. an einem Ringflansch.

Die gummielastische Matrix dient der Schwingungskompensation zwischen Antrieb und Abtrieb. Darüber hinaus ist der gummielastische Körper in der Lage, einen gewissen Axialversatz, einen gewissen Radialversatz und einen gewissen Winkelversatz auszugleichen.

Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind seit langer Zeit im Einsatz und werden beispielsweise im Bereich von Motor-Welle- Verbindungen, z. B. im maritimen Bereich, also bei Schiffsantrieben, verwendet.

Bekannt geworden sind druckschriftlich nicht belegbare vorbenutzte Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art, die beispielsweise unter der Bezeichnung Megiflex B bei der Firma Vulkan Hackforth Holding GmbH & Co. KG, oder unter der Bezeichnung Lovejoy von der Firma Timpken kommerziell erhältlich sind. Eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung wird unter der Bezeichnung Centaflex-A von der Firma CENTA Antriebe Kirschey GmbH vertrieben. Die drei vorgenannten Kupplungen sind nahezu baugleich ausgebildet.

Ausgehend von einer solchen, druckschriftlich nicht belebgaren, durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordenen Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die bekannte Kupplung derartig weiter zu entwickeln, dass sie bei optimiertem Materialeinsatz eine hohe Langlebigkeit aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 , insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche der Matrix stetig und stufenfrei ausgebildet ist und/oder dass eine Ringstirnfläche der Matrix stetig und stufenfrei ausgebildet ist.

Das Prinzip der Erfindung besteht gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung im wesentlichen darin, die Außenumfangsfläche der Matrix stetig und stufenfrei auszubilden. Gemäß einer Variante der Erfindung ist eine Ringstirnfläche der Matrix stetig und stufenfrei ausgebildet, und gemäß einer weiteren Variante sind sowohl die Außenumfangsfläche als auch eine Ringstirnfläche der Kupplung stetig und stufenfrei ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist, wenn beide Ringstirnflächen und die Außenumfangsfläche der Vorrichtung stetig und stufenfrei ausgebildet sind.

Die Erfindung erkennt, dass durch Verzicht auf Sprünge oder Stufen oder Unstetigkeitsstellen in der Außenumfangsfläche bzw. in einer Ringstirnfläche und durch Bereitstellung weicher, sanfter, fließender Übergänge zwischen den Klauenkörpern durch Vergleichmäßigung der Hüllkontur der Matrix eine erheblich verbesserte Leistungsdichte und z. B. auch eine verbesserte Kompression auf der Rückseite der Kupplung erreicht werden kann. Es kann ein insgesamt schlankeres Design der Kupplung erreicht werden, das eine erhebliche Materialersparnis von bis zu 20% weniger Material des gummielastischen Körpers bei verbesserter Leistungsdichte ermöglicht. Während die Drehsteifigkeit der Kupplung etwas reduziert wird, können die Nenndrehmomente erhöht werden. Durch Verzicht auf Sprünge oder Stufen oder Unstetigkeitsstellen in der Außenumfangsfläche des Gummikörpers und/oder in der Ringstimfläche werden lokal konzentrierte Belastungen vermieden. Das Lastniveau wird erheblich verbessert, bis zu 22%, wobei die Kupplung z. B. auch eine geringere Fliehkraftempfindlichkeit aufweist.

Bei den eingangs genannten drei druckschriftlich nicht belegbaren gattungsgemäßen Vorrichtungen des Standes der Technik folgte die Kontur der Außenumfangsfläche und die Kontur sämtlicher Ringstirnflächen der Kontur der Klauenkörper: Zwischen jeweils zwei Klauenkörpem waren Gummisäulen, d. h. zylindrische Abschnitte mit im wesentlichen rechteckförmigem Querschnitt vorgesehen, wobei die gummielastische Matrix jeweils im Bereich der Klauenkörper einen erheblichen Versatz oder eine deutliche Stufe aufweist.

Wie eingehende Berechnungen und Simulationen der Anmelderin gezeigt haben, bilden sich insbesondere im Bereich dieser Stufen oder Versatzbereiche enorm hohe Druckbelastungen. Diese begünstigen bei den Kupplungen des Standes der Technik eine Rissbildung.

Ein einmal bestehender Riss kann sich im Laufe der Zeit durch das gesamte Material hindurcharbeiten.

Durch die geänderte und erfindungsgemäß vorgeschlagene Geometrie wird einer solchen Rissbildung bereits im Vorfeld entgegengewirkt.

Die Formulierung, dass die Außenumfangsfläche in der Matrix stetig und stufenfrei ausgebildet ist, besagt im Sinne der Erfindung, dass bis auf die Radialaufnahmen in den Klauenkörpern erster Art die Außenumfangsfläche eine sanfte und gleichmäßige, von abrupten Sprüngen freie Kontur aufweist. Eine stetige und stufenfreie Ausbildung der Innenumfangsfläche der Matrix bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Innenumfangsfläche der Ringstruktur - mit Ausnahme der Radialaufnahmen der Klauenkörper erster Art und mit Ausnahme der an diese angrenzenden Bereiche - eine im wesentlichen gleichmäßige, sanft gekrümmte und von abrupten Radialsprüngen freigehaltene Kontur aufweist.

Die Formulierung, wonach eine Ringstirnfläche der Matrix stetig und stufenfrei ausgebildet ist, bedeutet, dass eine Ringstirnfläche der Ringstruktur mit Ausnahme der Axialaufnahmen im wesentlichen gleichmäßig oder kontinuierlich gekrümmt und ohne abrupte Axialsprünge ausgestaltet ist.

Auch die zweite Ringstirnfläche der Matrix, die im montierten Zustand dem Flansch zugewandt ist, an dem die Ringstruktur festgelegt ist, ist im wesentlichen stetig und frei von Vorsprüngen gehalten. Letzteres gilt allerdings vorteilhafterweise nur mit einer Ausnahme im Bereich der Mündung der axial zu dem Flansch hin vorspringenden Klauenkörper zweiter Art, die über die Matrix hinaus in Axialrichtung etwas vorstehen können. Im Bereich der Anbindung der Matrix an die Klauenkörper zweiter Art kann die zweite Ringstirnfläche auch eine Unstetigkeitsstelle aufweisen.

Das Prinzip der Erfindung besteht gemäß einem wesentlichen Aspekt darin, die Außenumfangsfläche und wenigstens eine der beiden Ringstirnflächen der Kupplung zu vergleichmäßigen. Auch wesentliche Flächenabschnitte der Innenumfangsfläche der Matrix sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhafterweise vergleichmäßigt oder geglättet. Insbesondere im Bereich der Anbindung der Matrix an die Klauenkörper erster Art und die Klauenkörper zweiter Art ist erfindungsgemäß eine Gestaltung eines Übergangsbereiches vorgesehen, die als fließend, geglättet oder sanft bezeichenbar ist.

Die Vorrichtungen des Standes der Technik der eingangs beschriebenen Art weisen im Bereich der Außenumfangsfläche sämtlich radiale Stufen oder Sprünge auf. Im Bereich der Ringstirnflächen weisen die Vorrichtungen des Standes der Technik ebenfalls durchgehend axiale Versätze oder axiale Stufen auf. Auch im Bereich der Innenumfangsfläche der Ringstruktur einer Vorrichtung des Standes der Technik sind entsprechende radiale Stufen vorgesehen.

Diese Stufen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung gekonnt verhindern. Dabei wird bewusst auf ein weicheres oder fließenderes Design abgestellt, welches eine Vielzahl technischer Vorteile bietet.

Von der Erfindung ist auch umfasst, die Geometrie der Klauenkörper erster Art und die Geometrie der Klauenkörper zweiter Art gegenüber dem Stand der Technik zu verändern. Dies kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zusammen mit der Änderung der Außenumfangsfläche und/oder mit der Änderung der Ringstirnfläche oder mit der Änderung der Innenumfangsfläche der Matrix vorgesehen sein. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, der weiter unten beschrieben ist, kann die Änderung der Geometrie der Kiauenkörper auch unabhängig und gesondert von der Änderung der Außenumfangsfläche, der Ringstirnfläche oder der Innenumfangsfläche der Matrix vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zu den Vorrichtungen des Standes der Technik kompatibel, und kann dieselben Befestigungspunkte verwenden. Sie bietet neben einer erhöhten Leistungsdichte und einer verringerten Drehsteifigkeit auch die Möglichkeit einer Erhöhung des Nennmoments.

Durch das erfindungsgemäß weicher oder fließender ausgebildete Design der Hüllkontur der Matrix werden lokal konzentrierte Punktbelastungen verhindert oder deutlich reduziert. Das absolute Lastniveau kann bis zu 22% verbessert sein. Die erfindungsgemäße Kupplung kann eine sehr gute Kompression auf der Druckseite der Kupplung erreichen. Die Kupplung ist insbesondere überlastfähig ausgebildet Auch zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine geringere Fliehkraftempfindlichkeit.

Die Matrix aus gummielastischem Material wird an die Klauenkörper anvulkanisiert. Das Elastomerelement kann z. B. aus NR (= Naturgummi), Si (= Silikongummi), oder EPDM, einem synthetischen Elastomer, bereitgestellt sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass Abschnitte der Außenumfangsfläche zwischen zwei Klauenkörpern und/oder Abschnitte der Ringstimfläche zwischen zwei Klauenkörpern kontinuierlich gekrümmt ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung bietet die Möglichkeit einer besonders vorteilhaften Geometrie der Ringstruktur, was eine verbesserte Lastverteilung im Betrieb unter Nennlast ermöglicht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Abschnitte der Außenumfangsfläche zwischen zwei Klauenkörpern und Abschnitte der Ringstimfläche zwischen diesen zwei Klauenkörpern miteinander mittels kontinuierlich gekrümmter Flächenabschnitte verbunden. Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet insbesondere die Erzielung einer besonders hohen Leistungsdichte und verhindert Rissbildungen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Klauenkörper zweiter Art einen die Axialaufnahme umfassenden Querschnitt zweiter Art auf, dessen Außenkontur stetig und stufenfrei ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet die Möglichkeit, den Klauenkörper zweiter Art auf seiner Außenumfangsfläche vollständig mit gummielastischer Masse einzufassen, und eine homogene Lastverteilung innerhalb der Matrix bei optimiertem, minimalen Materialeinsatz zu erreichen.

Die Formulierung, dass der Querschnitt die Axialaufnahme umfasst, bedeutet, dass der Querschnitt durch den Klauenkörper zweiter Art entlang einer Ebene orientiert ist, die einen Normalenvektor aufweist, der mit der Längserstreckungsrichtung der Axialaufnahme übereinstimmt. Anders ausgedrückt, ist der Querschnitt zweiter Art entlang einer Ebene ausgerichtet, die einen Normalenvektor aufweist, der der Axialrichtung der Vorrichtung entspricht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet die Außenkontur ein Dreieck aus, dessen Eckbereiche abgerundet sind. Diese keilförmige Grundform des Klauenkörpers zweiter Art bietet die Möglichkeit, die Abschnitte der Matrix zwischen jeweils zwei einander benachbart angeordneten Klauenkörpern derartig auszubilden, dass die beiden Anvulkanisationsflächen parallel zueinander oder im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Anders ausgedrückt, sind die in Umfangsrichtung der Ringstruktur gerichtete Außenumfangsfläche eines Klauenkörpers erster Art und die in entgegengesetzte Richtung gerichtete Außenumfangsfläche eines in Umfangsrichtung benachbart angeordneten Klauenkörpers zweiter Art parallel zueinander ausgerichtet oder im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Dies bietet die Möglichkeit, die Gummisäule zwischen diesen beiden Klauenkörpem, also die Gummisäule zwischen diesen beiden Anvulkanisationsflächen, mit einer entlang dem Querschnitt etwa einheitlichen Länge auszugestalten. Anders ausgedrückt, kann die Gummisäule zwischen zwei Klauenkörpern einen im wesentlichen konstanten Querschnit aufweisen. Hierdurch kann die Lastverteilung und Kraftweiterleitung innerhalb der Matrix optimiert werden.

Einer Gummisäule zwischen zwei in Umfangsrichtung einander benachbart angeordneter Klauenkörper sind somit immer zwei Anvulkanisationsflächen dieser beiden unterschiedlichen Klauenkörper zugeordnet. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind diese beiden Anvulkanisationsflächen parallel zueinander ausgerichtet oder weisen relativ zueinander einen Winkel von weniger als 8, weiter vorteilhaft von weniger als 6, weiter vorteilhaft einen Winkel von höchsten 5° auf. Die Anvulkanisationsflächen, die sich an dem jeweiligen Klauenkörper befinden, können entlang einer Ebene ausgerichtet sein, oder näherungsweise durch eine Ebene beschrieben werden.

Die Eckbereiche des Dreiecks können abgerundet sein. Insbesondere die beiden radial außen angeordneten Eckbereiche können entlang eines großen Radius abgerundet sein. Dem Klauenkörper zweiter Art, dessen Querschnittskontur ein Dreieck mit abgerundeten Ecken bilden kann, kann eine in Radialrichtung verlaufende Höhe zugeordnet werden. Diese Höhe ist also die Erstreckung des Klauenkörpers zweiter Art in Radialrichtung von einem radial inneren Ende, das eine Innenfläche bereitstellt, hin zu einem radial äußeren Ende. Der Radius, entlang dem die radial außen liegenden Eckbereiche des Dreiecks abgerundet sind, kann etwa 10 % bis 50 % der radialen Höhe des Klauenkörpers zweiter Art betragen. Die Abrundung kann sich entlang eines großen Winkels y, von beispielsweise mehr als 10, insbesondere mehr als 20, weiter insbesondere von etwa 66°, erstrecken.

Durch diese besondere Ausgestaltung des Querschnits des Klauenkörpers zweiter Art kann eine besonders günstige Lastverteilung und Kraftweiterleitung innerhalb der Matrix im Belastungsfalle erzielt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Klauenkörper erster Art einen die Radialaufnahme umfassenden Querschnit erster Art auf, dessen Außenkontur zweiter Art stetig und stufenfrei ausgebildet ist. Auch diese Ausführungsform begünstigt eine Anbringung von Werkstoffbereichen der gummielastischen Matrix an den Klauenkörpern erster Art mit optimierter Krafteinleitung bei minimiertem Materialeinsatz und verbesserter Kraftweiterleitung zur Erzielung einer höheren Leistungsdichte.

Hinsichtlich der Orientierung des Querschnittes erster Art gelten analoge Überlegungen: Der Querschnitt erster Art ist entlang einer Ebene ausgerichtet, die einen Normalenvektor aufweist, der in Radialrichtung orientiert ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenkontur zweiter Art von einem Viereck gebildet, dessen Eckbereiche abgerundet sind. Dies ermöglicht eine besonders vorteilhafte Anbindung der gummielastischen Matrix an die metallischen Klauenkörper erster Art, und bei erhöhter Leistungsdichte einen reduzierten Materialeinsatz. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Eckbereiche entlang eines Radius abgerundet, der in Relation zu einer Dimension des Klauenkörpers erster Art gesetzt werden kann: Dem Klauenkörper erster Art kann eine Länge in Axiairichtung zugeordnet werden. Der Radius, entlang dem die Eckbereiche abgerundet sind, kann vorteilhafterweise etwa 10 bis 50 % der axialen Länge des Klauenkörpers erster Art betragen.

Die Abrundung der Eckbereiche muss dabei nicht zwingend streng entlang einem konstanten Radius erfolgen. Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn der Eckbereich entlang einer gekrümmten Kurve abgerundet ist, die sich ändernde Radien aufweist, wie beispielsweise eine Spiralfläche, eine elliptische Fläche oder dergleichen.

Entscheidend ist, dass die Abrundung der Ecken entlang einem möglichst großen Radius erfolgt und sich die Abrundung der Ecken entlang einem ausreichend großen Winkel erstreckt, um eine vergleichmäßigte, stetige und stufenfreie Ausbildung der Ringstimfläche oder der beiden Ringstirnflächen oder der Außenumfangsfläche oder der Innenumfangsfläche zu erreichen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die abgerundeten Eckbereiche eines Klauenkörpers erster Art entlang einem auf einen Mittelpunkt der Aufnahme bezogenen Winkel (δ von wenigstens 10°, insbesondere von wenigstens 20°, weiter insbesondere von etwa 27°. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Kontur der Außenumfangsfläche möglich.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die abgerundeten radial äußeren Eckbereiche zweiter Art eines Klauenkörpers zweiter Art jeweils entlang einem auf einen Mittelpunkt der Aufnahme bezogenen Winkel y von wenigstens 30°, insbesondere von wenigstens 60°, weiter insbesondere von wenigstens etwa 66°. Dies ermögiicht die Bereitstellung einer stetig ausgebiideten stufenfrei und versatzfrei ausgebildeten Außenumfangsfläche der Ringstruktur.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung überdecken Werkstoffoereiche der Matrix die abgerundeten Eckbereiche vollständig. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer insgesamt fließenden, vorsprungfreien und stetigen Hüllkontur der Matrix.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist den die abgerundeten Eckbereiche überdeckenden Werkstoffbereichen der Matrix ein Radius zuordenbar, insbesondere ein Außenradius zuordenbar, der etwa so groß ist wie oder größer ist als ein Radius eines abgerundeten Eckbereiches. Hierdurch wird eine besonders sanfte und gleichmäßige Hüllkontur der Kupplung möglich.

Die Erfindung bezieht sich gemäß einem zweiten Aspekt auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 12.

Der Erfindung liegt wiederum die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene, druckschriftlich nicht belegbare und durch eine offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordene Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 derartig weiter zu entwickeln, dass sie bei optimiertem Materialeinsatz eine hohe Langlebigkeit aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 12, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkörper zweiter Art einen die Axialaufnahme umfassenden Querschnitt zweiter Art aufweisen, dessen Außenkontur zweiter Art stetig und stufenfrei ausgebildet ist und/oder dass die Klauenkörper erster Art einen die Radialaufnahme umfassenden Querschnitt erster Art aufweisen, dessen Außenkontur erster Art stetig und stufenfrei ausgebildet ist.

Das Prinzip der Erfindung besteht im wesentlichen darin, die Klauenkörper erster Art und/oder die Klauenkörper zweiter Art mit besonderen Querschnitten auszustatten. Die im Kennzeichenteii des Anspruches 12 angegebenen besonderen Ausgestaltungen der Querschnitte der Klauenkörper ermöglichen eine besonders optimierte Anbindung der gummielastischen Matrix an den metallischen Klauenkörper. Dabei wird ein reduzierter Materialeinsatz bei erhöhter Leistungsdichte möglich, wobei aufgrund der besonderen Kontur der Klauenkörper eine verbesserte Anbindung der gummielastischen Matrix erzielt wird. Hierdurch können die Kraftverteilungen verbessert werden.

Bezüglich der Vorteile der Erfindung nach Anspruch 12 wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu den Ansprüchen 1 bis 11 verwiesen.

Auch die Merkmale der Unteransprüche 13 bis 18 verstehen sich am besten unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen, die analog gelten und auf die zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls verwiesen werden soll.

Die Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren Aspekt auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 19.

Es handelt sich hier um eine Kupplung der vorbekannten Art, die sechs Klauenkörper umfasst, und zwar drei Klauenkörper einer ersten Art und drei Klauenkörper einer zweiten Art. Die Kupplung weist insoweit eine Dreier-Teilung auf. Auch hier kann bezüglich des Standes der Technik auf die eingangs beschriebene, druckschriftlich nicht belegbare, aber durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordene Vorrichtung des Standes der Technik verwiesen werden, die die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweist.

Die Vorrichtung des Standes der Technik ermöglicht bereits eine Axialverschraubung und eine Radialverschraubung. Die Klauenkörper zweiter Art waren mit ihren Axialaufnahmen derartig konzipiert, dass sie mit entsprechenden Befestigungsöffnungen oder Bohrungen an dem festzulegenden Flansch korrespondieren. Beim Festlegen der Klauenkörper erster Art an einer radialen, in die Ringöffnung der Ringstruktur einzusetzenden Welle, war es bei den vorbekannten Vorrichtungen des Standes der Technik vorgesehen, dass diese unter Radialverlagerung nach innen auf die Welle hin im Zuge der Montage gespannt wurden. Hierdurch wurde die Ringstruktur unter Vorspannung gesetzt.

Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die vorbekannte, druckschriftlich nicht belegbare Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 19 derartig weiter zu entwickeln, dass die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 19 und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkörper erster Art zur Erzielung einer Vorspannung der Matrix bei Festlegung eine Radialverlagerung nach innen um einen vorgegebenen Verlagerungsweg durchlaufen, der in einem Bereich zwischen 8 % und 20 %, insbesondere zwischen 12 % und 20 %, eines Radius liegt, der im festgelegten Zustand der Ringstruktur von den radial innenliegenden Flächen der Klauenkörper erster Art beschrieben wird. Die Erfindung erkennt, dass es von erheblichem Vorteil ist, wenn die Matrix im Montagezustand unter Vorspannung steht, der Vorspannungswert aber in einem exakt festgelegten Bereich liegt.

In ungespanntem oder nicht montiertem Zustand sind die innenliegenden Flächen der Klauenkörper erster Art von der Außenumfangsfläche der Welle beabstandet angeordnet. Im Zuge der Montage der Ringstruktur an der Welle werden die innenliegenden Flächen der Klauenkörper auf die Außenumfangsfläche der Welle hin zugespannt. Dabei durchlaufen diese einen Verlagerungsweg.

Der Welle kann ein Radius zugeordnet werden. Gemäß der Erfindung nach Anspruch 19 wird infolge zahlreicher durchgeführter Simulationen und Messungen festgesteilt, dass der Verlagerungsweg vorzugsweise exakt in einem Bereich zwischen 8 % und 20 %, insbesondere zwischen 12 % und 20 %, des Radius liegen sollte. Hierdurch wird auf die Matrix eine Vorspannung aufgegeben, die das Material nicht übermäßig belastet, und die Reserven für eine Drehmomentbelastung schafft.

Bei Vorrichtungen des Standes der Technik lag bei dieser Art von Kupplung mit der angesprochenen Dreiteilung der Verlagerungsweg in einem Bereich von etwa 26% des Radius. Durch erhebliche Reduktion dieses Verlagerungsweges wird die Standdauer der Kupplung erhöht.

Die Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren Aspekt auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 20.

Diese Vorrichtung entspricht der Vorrichtung nach Anspruch 19 mit dem Unterschied, dass eine andere Teilung getroffen ist: Hier sind insgesamt acht Klauenkörper vorgesehen, nämlich vier Klauenkörper einer ersten Art und vier Klauenkörper einer zweiten Art.

Der Vorrichtung nach Anspruch 20 liegt dieselbe Aufgabe zugrunde, wie der Erfindung nach Anspruch 19.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches

20, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenkörper erster Art zur Erzielung einer Vorspannung der Matrix bei Festlegung eine Radialverlagerung nach innen um einen vorgegebenen Verlagerungsweg durchlaufen, der in einem Bereich zwischen 6 % und 15,5 %, insbesondere zwischen 12 % und 15,5 %, eines Radius liegt, der im festgelegten Zustand der Ringstruktur von den radial innenliegenden Flächen der Klauenkörper erster Art beschrieben wird.

Bemerkenswert ist, dass das Verhältnis zwischen vorgegebenem Verlagerungsweg und Radius bei dieser Teilung ein anderes ist.

Hier ist ein Bereich zwischen 6 % und 15,5 %, insbesondere zwischen 12% und 15,5%, als Optimum herausgearbeitet worden.

Die Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren Aspekt auf eine Vorrichtung nach Anspruch 21.

Wiederum liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Kupplung derartig weiter zu entwickeln, dass sie bei optimiertem Materialeinsatz eine hohe Langlebigkeit aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches

21 , Das Prinzip der Erfindung besteht im wesentlichen darin, die Innenumfangsfläche der Matrix auf besondere Weise zu gestalten:

Demnach ist insbesondere vorgesehen, dass die Innenumfangsfläche der Matrix in den Bereichen zwischen jeweils zwei Klauenkörpem erster Art stetig und vorsprungfrei ausgebildet ist.

Allerdings ist von der Erfindung auch umfasst, dass die Innenumfangsfläche der Matrix im Bereich ihrer Anbindung an die Klauenkörper erster Art eine Unstetigkeitstelle aufweist.

Insbesondere kann sich die Innenumfangsfläche der Matrix an die Innenfläche des Kiauenkörpers erster Art asymptotisch anschmiegen und auf diese Weise zum Entstehen einer Unstetigkeitsstelle beitragen.

Hierdurch bietet sich eine besonders vorteilhafte Gestaltung eines Bauchbereiches der Innenumfangsfläche der Matrix. Diese kann bei einem Schubverhalten unter Nennlast eine optimierte Lastverteilung und Kraftverteilung herbeiführen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie anhand der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Axialansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer teilgeschnittenen schematischen Ansicht etwa entlang Schnittlinie ll-ll in Fig. 1 ,

Fig. 3a in einer teilgeschnittenen schematischen

Ansicht die Vorrichtung der Fig. 2 etwa entlang Schnittlinie lll-a-lll-a in Fig. 2, entsprechend einer Darstellung der Vorrichtung der Fig. 1 in einer zu der Papierebene der Fig. 1 parallelen, in Blickrichtung des Betrachters der Fig. 1 nach hinten versetzten Schnittebene,

Fig. 3b in einer teilgeschnittenen vergrößerten

Ansicht einen Ausschnittsbereich der Vorrichtung der Fig. 3a mit einem Klauenkörper und Werkstoffbereich einer Matrix etwa gemäß Teilkreis IIIb in Fig. 3a,

Fig. 4 in einer schematischen Ansicht etwa entlang

Ansichtspfeil IV in Fig. 1 die Vorrichtung der Fig. 1 ,

Fig. 5 in einer schematischen Ansicht die

Vorrichtung der Fig. 1 etwa gemäß Ansichtspfeil V in Fig. 1,

Fig. 6 in einer abgebrochenen teilgeschnittenen schematischen Darstellung die Vorrichtung der Fig. 1 etwa entlang Schnittlinie Vl-Vl in Fig. 1 , Fig. 7 in einer vergrößerten Darstellung einen

Teilbereich der Vorrichtung gemäß Fig. 6 etwa gemäß Teilkreis VII in Fig. 6,

Fig. 8 in einer abgebrochenen, teilgeschnittenen

Ansicht die Vorrichtung der Fig. 1 etwa entlang Schnittlinie Vlll-Vlll in Fig. 1 ,

Fig. 9 eine vergrößerte Detaildarstellung etwa entlang Teilkreis IX in Fig. 8,

Fig. 10 die Vorrichtung der Fig. 2 in einer perspektivischen schematischen Ansicht etwa entlang Ansichtspfeil X in Fig. 2,

Fig. 11 in einer teilgeschnittenen schematischen

Ansicht die Vorrichtung der Fig. 2 in geänderter Darstellung in einem Festlegungszustand an einem Flansch, der über die Vorrichtung mit einer Welle verbunden ist,

Fig. 12 in einer teilgeschnittenen schematischen

Ansicht die Vorrichtung der Fig. 1 in unbelastetem Zustand,

Fig. 13 in einer Darstellung gemäß Fig. 12 die

Vorrichtung in einem vorgespannten Zustand, der einem Montage- oder Festlegungszustand entspricht, und Fig. 14 eine schematische Diagrammdarstellung der geometrischen Verhältnisse in unbelastetem und vorgespannten Zustand der Vorrichtung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung, auch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, beispielhaft beschrieben. Dabei werden der Übersichtlichkeit halber - auch soweit unterschiedliche Ausführungsbespiele betroffen sind - gleiche oder vergleichbare Teile oder Elemente oder Bereiche mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben, bezeichnet.

Merkmale, die nur in Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschrieben, dargestellt oder offenbart sind, können im Rahmen der Erfindung auch bei jedem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen werden. Derartig geänderte Ausführungsbeispiele sind - auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind - von der Erfindung mit umfasst.

Alle offenbarten Merkmale sind für sich erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) sowie der zitierten Druckschriften und der beschriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik inhaltlich vollumfänglich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, einzelne oder mehrere Merkmale der dort offenbarten Gegenstände in einen oder in mehrere Ansprüche der vorliegenden Anmeldung mit aufzunehmen. Auch solche geänderten Ausführungsbeispiele sind - auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind - von der Erfindung mit umfasst.

Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Figuren in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Ausweislich Fig. 1 soll zunächst die Vorrichtung 10 insgesamt erläutert werden: Die Vorrichtung 10 wird von einer Ringstruktur 17 bereitgestellt, die in Umlaufrichtung 26 eine zentrale Öffnung 51 umgibt. Die Ringstruktur 17 umfasst Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art und Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d zweiter Art. Die Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster weisen Radialaufnahmen 21a, 21b, 21c, 21 d auf, zur Aufnahme von radial wirkenden Befestigungselementen und die Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d weisen axiale Aufnahmen 22a, 22b, 22c, 22d auf, zur Aufnahme von in Axialrichtung wirkenden Befestigungselementen. Die Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art und die Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d zweiter Art sind in eine Matrix 18 aus einer gummielastischen Masse eingebetet.

Anhand der Prinzipskizze der Fig. 11 soll verdeutlicht werden, dass die Vorrichtung 10, die herkömmlich auch als Kupplung bezeichnet wird, zur Übertragung von Drehmomenten von einem Antrieb, beispielsweise angedeutet im Bereich der Positionsziffer 11 , auf einen Abtrieb, beispielsweise angedeutet durch das Bezugszeichen 12, fungiert. Die Vorrichtung 10 dient dabei zur Schwingungsdämpfung. Sie ist insbesondere eine relativ drehweiche Kupplung 10, die Versatz, und zwar Winkelversatz, Radialversatz und Axialversatz in einem gewissen Maße ausgleichen kann.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 kann die Vorrichtung 10 unter Zuhilfenahme von Axialbefestigungselementen 25a, z. B. Schrauben, beispielsweise an einem Flansch 15, z. B. einem Schwungrad eines Motors, festgelegt sein. Radial innenseitig kann die Vorrichtung 10 durch die Radialbefestigungsmittel 25b, z. B. ebenfalls einer Schraube, an einer Welle 13 befestigt werden. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem Klauenkörper genau ein Befestigungsmittel zugeordnet, Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn einem Klauenkörper mehrere Befestigungsmittel zugeordnet sind. So kann insbesondere ein Klauenkörper erster Art zur Radialbefestigung jeweils zwei Schrauben aufnehmen, zwecks Festlegung dieses Klauenkörpers erster Art an der Welle.

In Fig. 11 ist die Drehachse der Welle 13 mit dem Bezugszeichen 14, und die Drehachse des Antriebs 15 mit 16 bezeichnet. Zwischen diesen Drehachsen 14, 16 kann Axialversatz, Radialversatz oder Winkelversatz, beispielsweise aufgrund von Montagetoleranzen auftreten.

Fig. 11 macht darüber hinaus weiter deutlich, dass die Axialrichtung mit dem Bezugszeichen 23 und die Radialrichtung mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist eine sogenannte Viererteilung der Kupplung 10 vorgesehen, d. h. es sind vier Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art und vier Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d zweiter Art vorgesehen. Zwischen jeweils zwei Klauenkörpern 19a, 19b erster Art liegt ein Winkel von 90°. Zwischen jeweils einem Klauenkörper 19a erster Art und einem Klauenkörper 20b zweiter Art liegt demzufolge ein Winke! von 45°.

Auch, wenn in den Zeichnungen nicht dargestellt, sind von der Erfindung auch Vorrichtungen 10 analoger Bauart umfasst, die eine Dreierteilung umfassen. Dort sind in der jeweiligen Struktur drei Klauenkörper 19a, 19b, 19c erster Art und drei Klauenkörper 20a, 20b, 20c zweiter Art vorgesehen. Hier sind jeweils zwei Klauenkörper 19a, 19b erster Art voneinander um einen Winkel von 120° beabstandet. Auch solche Ausführungsbeispiele sind von der Erfindung mit umfasst. lm Folgenden soll zunächst anhand der Fig. 1 und der Fig. 3a die besondere Kontur der Außenumfangsfläche 27 der Matrix 18 bzw. der Ringstruktur 17 erläutert werden:

Dabei wird zunächst auf Fig. 3a verwiesen, die eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung 10 etwa entlang der Mittelebene M (s. Fig. 2) darstellt.

Ausweislich Fig. 3a sind die Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art und die Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d zweiter Art in einer Schnittdarstellung zu erkennen. Die Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art weisen jeweils eine in Radialrichtung verlaufende Bohrung auf, die gestuft, nach Art einer Sacklochbohrung, ausgebildet ist. Die radiale Innenfläche der Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art ist jeweils mit 45 bezeichnet.

Wie sich aus der Schnittdarstellung der Fig. 3a ergibt, weisen die Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d eine Außenumfangsfläche 52 auf, die eine leichte konvexe Krümmung zeigt, und somit eine gewisse Bauchigkeit bereitstellt.

Die Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d zweiter Art weisen jeweils eine in Axialrichtung laufende Axialaufnahme 22a, 22b, 22c, 22d auf. Gemäß der Schnittdarstellung der Fig. 3a weisen die Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d zweiter Art einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt auf.

Die in Umfangsrichtung 26 dem Klauenkörper 19d erster Art zugewandte Außenfläche 53 des Klauenkörpers 20a zweiter Art ist in Näherung zu der Außenumfangsfläche 52 des Klauenkörpers 19d erster Art parallel ausgerichtet. Zwischen den beiden Flächen 52, 53 befindet sich eine Gummisäule 54.

Die zuvor erwähnte Außenfläche 53 des Klauenkörpers 20a zweiter Art und die Außenumfangsfläche 52 des Klauenkörpers 19d erster Art stellen Anvulkanisationsflächen für die Gummisäule 54 bereit. Die beiden Anvulkanisationsflächen 52, 53 sind bei dem Ausführungsbeispiel nahezu parallel zueinander angeordnet Von der Erfindung sind insbesondere auch Varianten erfasst, bei denen die beiden Anvulkanisationsflächen relativ zueinander einen Winkel von jedenfalls weniger als 8°, vorteilhafterweise von höchstens 5° aufweisen. Wie Fig. 3a andeutet, können die beiden Anvulkanisationsflächen 52, 53 jeweils entlang einer Ebene ausgerichtet sein. Von der Erfindung sind aber auch Anvulkanisationsflächen 52, 53 umfasst, an die näherungsweise eine Ebene angelegt werden kann, wobei die beiden näherungsweise erstellten Ebenen relativ zueinander unter einem Winkel von höchstens 8° geneigt angeordnet sind.

Die aus gummielastischem Material bestehende Matrix 18 erstreckt sich radial innenseitig und radial außenseitig über die Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d zweiter Art hinweg und kleidet diese vollständig ein. Auch entlang der beiden Ringstirnflächen 28, 29 der Vorrichtung 10 kleidet die Matrix 18 die Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art beidseitig ein, wie dies beispielsweise in Fig. 2 angedeutet ist.

Die Außenumfangsfläche 27 der Matrix 18 weist, wie beispielsweise die Ansichtsdarstellung der Fig. 1 , aber auch die Schnittdarstellung der Fig. 3a verdeutlicht, eine stetige, sanft gekrümmte und insbesondere versatzfreie, stufenfreie oder vorsprungfreie Kontur auf. Dies wird erfindungsgemäß insbesondere auch dadurch möglich, dass die Klauenkörper 20a, 20b, 20c, 20d zweiter Art in ihren radial äußeren Eckbereichen 34a, 34b abgerundet sind, was später noch detaillierter beschrieben wird. Zugleich wurde eine sanfte, fließende oder gleichmäßige Kontur der Außenumfangsfläche 27 bereitgestellt, um auf jegliche Stufen oder Sprünge zu verzichten. Derartige Stufen oder Sprünge bilden nämlich gemäß den von der Anmelderin durchgeführten Berechnungen und Simulationen Keimzellen von Bereichen hoher Lastkonzentrationen, die eine Gefahr mit sich bringen, dass sich dort Falten und/oder Risse bilden können.

Wie sich des weiteren bei Betrachtung der Fig. 2, 4 und 5 ergibt, ist auch die Ringstirnfläche 28 der Matrix 18 bzw. der Vorrichtung 10 stetig und insbesondere stufenfrei oder sprungfrei ausgebildet. Das gummielastische Material der Matrix überdeckt die Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art beidseitig und sorgt hier ebenfalls für sanfte Übergänge im Wandungsbereich. Im Detail wird dies später erläutert.

Ausweislich der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 10 sind zwischen den Abschnitten 48 der Außenumfangsfläche und Abschnitten 49 der Ringstirnfläche 28 Flächenabschnitte 30a, 30b, 30c, 30d angedeutet, die ebenfalls kontinuierlich gekrümmt verlaufen und stetig, insbesondere vorsprungfrei oder versatzfrei, ausgebildet sind. Auch in diesem Bereich ist die Kupplung also insgesamt weitgehend glat oder fließend ausgebildet.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 zeigt einen Klauenkörper 19d erster Art. Der Klauenkörper 19d umfasst eine Radialaufnahme 21 d und einen Querschnitt 35 erster Art. Dem Querschnitt 35 erster Art ist eine Außenkontur 36 erster Art zuordenbar. Der Klauenkörper 19d erster Art weist einen Querschnitt 35 erster Art nach Art eines Vierecks 37 auf, dessen Eckbereiche 38a, 38b, 38c, 38d abgerundet sind. Der abgerundete Eckbereich 38a ist in Fig. 7 vergrößert dargestellt. In Fig. 6 ist mit dem Bezugszeichen 41 der Mittelpunkt der Radialaufnahme 21 d bezeichnet. Der Aufnahme 21 d ist ein Radius 40 zuordenbar.

Auch dem abgerundeten Eckbereich 38a ist ein Radius 39 (Fig. 7) der Abrundung zuordenbar.

Der Radius 39 der Abrundung des Eckbereiches 38a ist bei dem Ausführungsbeispiel etwa ein Fünftel so groß, wie die in Axialrichtung 23 verlaufende Länge L des Klauenkörpers 19d erster Art. Gemäß Fig. 6 beträgt der Radius 39 etwa 21,6 % der axialen Länge L des Klauenkörpers 19d. Von der Erfindung sind aber auch geänderte Radien 39 des abgerundeten Eckbereiches 38a des Klauenkörpers 19d erster Art erfasst, die zwischen 10 % und 50 % der axialen Länge L des Klauenkörpers 19d betragen können.

. Dem Radius 39 des Eckbereiches 38a kann der Mittelpunkt 41b zugeordnet werden.

Die Abrundung des Eckbereiches 38a dient dem Zweck, Werkstoffbereiche 42 der Matrix 18 vorsehen zu können, die den Eckbereich 38a vollständig überdecken können, und die sich aber zugleich geschmeidig an die Kontur des Klauenkörpers 19d anpassen können. Insbesondere wird die Möglichkeit bereitgestellt, dass der Werkstoffbereich 42 im Bereich seiner Überdeckung des abgerundeten Eckbereiches 38a eine kontinuierliche Querschnittsverringerung von einem ersten Ausgangsquerschnitt 56 zu einem zweiten Ausgangsquerschnitt 57 erreichen kann, so dass sich - wenn man allein den Werkstoffbereich 42 in der Darstellung der Fig. 7 betrachtet - eine Art Trichter oder Trompetenform ergibt. Hierdurch kann die Anbindung der gummielastischen Masse an die metallischen Außenkonturen des Klauenkörpers 19a in besonders optimierter Weise erfolgen. Auch dem Werkstoffbereich 42 der Matrix 18, der den abgerundeten Eckbereich 38a gemäß Fig. 7 überdeckt, kann jedenfalls in einer ersten Näherung ein Radius RW um einen Mitelpunkt 41c zugeordnet werden. Der Radius RW ist etwa so groß, wie der Radius 39, bzw. kann auch größer sein. Aufgrund der mehrfach gekrümmten Oberfläche der Matrix 18 im Bereich der Werkstoffbereiche 32 folgt die Außenkontur der Matrix 18 nicht streng einem Radius, weist aber Flächenabschnitte auf, denen ein Radius approximativ zuordenbar ist.

Anhand der Fig. 8 und 9 werden nun entlang einer zu der Schnittebene der Fig. 6 geneigten Schnitebene (vgl. Fig. 1) die Anbindungen der gummielastischen Masse der Matrix 18 an den Klauenkörper 20a zweiter Art erläutert:

Hier ist zunächst beachtlich, dass die Klauenkörper 20a zweiter Art eine axiale Länge 58 aufweisen, die die axiale Erstreckung 59 der Matrix 18 deutlich übersteigen. Die axiale Erstreckung 59 der Matrix 18 entspricht im wesentlichen dem Abstand zwischen der ersten Ringstirnfläche 28 und der zweiten Ringstirnfläche 29.

Die Anbindung der gummielastischen Masse 18 bis an die Mündungsbereiche des Klauenkörpers 20a zweiter Art erfolgt gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 durch eine leichte Überdeckung: Die Matrix 18 schmiegt sich auf der zweiten Ringstirnfläche 29 an die Mündungsbereiche des Klauenkörpers 20a an.

Die Erfindung erkennt, dass etwa im Bereich der Position 60 eine Anordnung gummielastischer Masse nicht notwendig oder erforderlich, wenn nicht sogar schädlich ist. Fig. 9 macht schließlich deutlich, dass sich ein Werkstoffbereich 61 der gummielastischen Masse der Matrix 18 bis über die Ringstirnseite 62 des Klauenkörpers 20a zweiter Art heran erstrecken kann, also bis an den Mündungsbereich der Axialaufnahme des Klauenkörpers 20a heran.

Zurückkommend zu Fig. 3a soll nun noch der Klauenkörper 20b zweiter Art erläutert werden:

Der Klauenkörper 20b weist gemäß Fig. 3a einen Querschnitt 31 auf, der eine Außenkontur 32 zweiter Art bereitstellt. Der Querschnitt 31 zweiter Art wird von einem gestrichelt angedeuteten Dreieck 33 gebildet. Dieses umfasst ausweislich der Fig. 3a abgerundete Eckbereiche 34a, 34b, 34c zweiter Art.

Dabei ist von besonderer Bedeutung, dass die radial außen liegenden Eckbereiche 34a, 34b einer sehr starken Abrundung und einem großen Radius 65 unterworfen sind:

Ausweislich der Detaildarstellungen zu dem Klauenkörper 20c zweiter Art (Fig. 3a, ganz unten) und der vergrößerten Teildarstellung der Fig. 3b wird deutlich, dass die Öffnung 22c eine Axialaufnahme mit einem Radius 63 um einen Mittelpunkt 64a bereitstellt.

Die abgerundete Ecke 34a des Klauenkörpers 20d zweiter Art weist einen Radius 65 auf, der etwa so groß ist, wie der Radius 63 oder zumindest in der Größenordnung des Radius 63 liegt.

Der Radius 65, entlang dem der abgerundete Eckbereich 34a abgerundet ist, lässt sich auch in Relation zu der in Radialrichtung verlaufenden Höhe H des Klauenkörpers 20c zweiter Art setzen: Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 beträgt der Radius 65, entlang dem der Eckbereich 34a abgerundet ist, etwa 25 % der radialen Höhe H des Klauenkörpers 20c zweiter Art.

Von der Erfindung sind auch nicht dargestellte Ausführungsbeispiele umfasst, bei denen der Eckbereich 34a entlang einem Radius 65 abgerundet ist, der zwischen 10 % und 50 % der radialen Höhe H des Klauenkörpers 20c zweiter Art beträgt.

Diese Ausgestaltung der Abrundung des Eckbereiches 34a dient dazu, Werkstoffbereiche 42 der Matrix 18 auf besonders vorteilhaft anschmiegsame Weise unter kontinuierlicher Querschnittsverringerung an die Außenkontur 32 des Klauenkörpers 20d zweiter Art anzubringen.

Fig. 3b lässt dabei erkennen, dass der Werkstoffbereich 32 entlang seiner Außenseite einen Radius RW aufweist, der um einen Mittelpunkt 64c einen Kreisbogen beschreibt. Der Radius RW liegt etwa in der Größenordnung des Radius 65 des Eckbereichs 34a oder kann auch größer, insbesondere geringfügig größer, als der Radius 65 des Eckbereiches 34a sein.

Schließlich gilt für alle Abrundungen der Eckbereiche: Die Abrundung muss nicht streng entlang einem Radius erfolgen, und somit einen Kreisbodenabschnitt darstellen, sondern es genügen andere vergleichbare, z. B. auch elliptische Krümmungen mit sich ändernden, aber vergleichbar großen Radien.

Ein weiterer, unabhängiger Aspekt der Erfindung soll nun anhand der Figuren 11 bis 14 erläutert werden: Ausweislich Fig. 11 befindet sich die Vorrichtung 10 in montiertem Zustand. Die Vorrichtung 10 ist dabei sowohl an einem Flansch 15 als auch an einer Welle 13 festgelegt.

Die Welle 13 weist einen Radius 44 auf.

Im montierten Zustand liegen die Innenflächen 45a, 45b, 45c, 45d der Klauenkörper erster Art 19 ,19b, 19c, 19d - anders, als in Fig. 11 gezeigt - auf der Außenumfangsfläche der Welle 13 an und beschreiben somit gemeinsam ebenfalls diesen Radius 44.

Fig. 12 deutet den Radius 44 lediglich an. Fig. 12 macht deutlich, dass die Klauen 19a, 19b, 19c, 19d erster Art bei in Vormontage befindlicher Vorrichtung 10 - also in ungespanntem Zustand - mit ihren innenliegenden Flächen 45a, 45b, 45c, 45d um einen Verlagerungsweg v von dem Radius 44 beabstandet sind.

Anders ausgedrückt, zeigt Fig. 12 in durchgezogenen Linien die Innenflächen 45a, 45b, 45c, 45d in nicht montiertem oder unbelasteten Zustand, wobei diese einen Radius beschreiben, der größer ist als der gestrichelt dargestellte Radius 44. Infolge einer radialen Festlegung der Vorrichtung 10 an der Welle 13 werden die Innenflächen 45a, 45b, 45c, 45d der Klauenkörper 19a, 19b, 19c, 19d erster Art entlang des Verlagerungsweges v radial nach innen verlagert.

Im unbelasteten Zustand gemäß Fig. 12 wird ein Abstand zwischen einem Mittelpunkt einer Klaue 20a zweiter Art und einem Mittelpunkt einer Klaue 19d erster Art in Fig. 12 mit der Strecke So bezeichnet.

In Fig. 13 - in belastetem oder montierten Zustand der Vorrichtung 10 - hat sich dieser Abstand infolge der Radialverlagerung der Klauenkörper erster Art, insbesondere bei festgehaltenem Klauenkörper zweiter Art, auf einen geänderten Wert S ₁ geändert. Die zwischen den beiden Klauenkörpem 20a und 19d befindliche Gummisäule 54 ist nun um eine Differenz AS vorgespannt.

Eine Verlagerung der Innenumfangsfläche 45d um den Verlagerungsweg v in Radialrichtung im Zuge der Festlegung der Kupplung führt also zu einer Kompression der Gummisäule 44 um den Betrag AS. Dabei gilt, wie ohne weiteres herleitbar:

ΔS = S ₀ - S ₁ ≈ v • cos β.

Für β gilt: β = 180° - α.

Die Größe von a hängt davon ab, ob es sich um eine dreigeteilte oder eine viergeteilte Kupplung handelt. Bei einer viergeteilten Kupplung, gemäß Fig. 3, gilt a = 45°, bei einer dreigeteilten Kupplung gilt α = 60°.

Gemäß der Erfindung wurde infolge zahlreicher Simulationen und Tests in Erfahrung gebracht, dass es besonders günstig ist, wenn auf die Matrix 18 eine Vorspannung aufgebracht wird, die durch ein vorgegebenes Vorspannverhältnis charakterisiert ist. Dabei gilt für eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Dreierteilung, die also drei Klauenkörper erster Art und drei Klauenkörpern zweiter Art umfasst:

0,08 ≤ v/R ≤ 0,2 und für eine viergeteilte Kupplung gilt: 0,06 ≤ v/R ≤ 0,155, wobei R der mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnete Radius ist.

Schließlich wird eine weitere erfindungsgemäße Besonderheit ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 erläutert: Dort ist erkennbar, dass zwischen dem Klauenkörper 19a erster Art und dem benachbart angeordneten Kupplungskörper 19d erster Art ein Abschnitt 50 der Innenumfangsfläche 47 der Matrix 18 verläuft, der im wesentlichen stetig und vorsprungfrei ausgebildet ist. Erst im Bereich nahe der Anbindungsbereiche der Matrix 18 an die Klauenkörper 19a, 19d erster Art im Bereich ihrer Mündung bzw. im Bereich ihrer Innenfläche 45a befinden sich Werkstoffbereiche 67 (Fig. 3a) der Matrix 18, die sehr stark radial nach innen gekrümmt sind. Hier kommt es etwa im Bereich 68 zu einer Unstetigkeitsstelle. Diese Unstetigkeitsstelle 68 der Innenumfangsfläche 47 befindet sich an oder nahe der Innenfläche 45a, 45b, 45c, 45d des Klauenkörpers 19a, 19b, 19c, 19d erster Art.