Getriebemotor

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kupplung und eine Kupplung, insbesondere für einen Getriebemotor.

Es ist allgemein bekannt, dass eine Kupplung zwei Wellen miteinander zur

Drehmomentdurchleitung verbindet.

Aus der DE 10 2006 021 664 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Kupplung bekannt, welche zwei Wellen miteinander zur Drehmomentdurchleitung verbindet.

Aus der DE 10 2011 118 989 A1 ist eine Metallbalgkupplung bekannt, welche mit einem aus Stahl gefertigten Balg verschweißte Anbaunaben aus Aluminium aufweist

Aus der DD 1 14 130 A1 ist eine Metallbalgkupplung bekannt.

Aus der DE 103 46 053 B3 ist eine Gelenkwelle bekannt.

Aus der DE 101 18 562 A1 ist eine Kupplung zum Verbinden zweier Bauteile bekannt.

Aus dem Lehrbuch G. Niemann, Konstruieren im Maschinenbau, Erfahrungsangaben, Institut für Allg. Gestaltungslehre und Maschinenelemente, Technische Hochschule München, Umdruck 0, 1957 sind Empfehlungen für geschweißte Konstruktionen bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Kupplungsteile der Kupplung zueinander koaxial ausgerichtet und hoch belastbar herzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Kupplung nach den in Anspruch 1 , 2, 9 oder 10 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst. Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Kupplung, insbesondere für einen Getriebemotor, sind, dass die Kupplung

ein erstes Kupplungsteil zur Verbindung mit einer ersten Welle, insbesondere

Getriebewelle,

ein zweites Kupplungsteil zur Verbindung mit einer zweiten Welle, insbesondere Motorwelle,

und einen Balg

aufweist, wobei der Balg auf das erste Kupplungsteil, insbesondere auf einen Absatz oder Kragen des ersten Kupplungsteils, in radialer Richtung spielfrei axial, insbesondere in axialer Richtung, aufgesteckt und schweißverbunden ist, wobei das zweite Kupplungsteil an den Balg mit radialem Spiel angelegt und

schweißverbunden ist.

Von Vorteil ist dabei, dass die Verbindung zwischen dem Balg und dem ersten Kupplungsteil belastbar ist und die Verbindung zum zweiten Kupplungsteil hin die koaxiale Ausrichtung der beiden Kupplungsteile zueinander sicherstellt.

Bei der Herstellung ist daher zunächst ein Aufstecken des Balgs auf das erste Kupplungsteil vorteilhaft. Somit ist mittels Schweißen eine belastbare Verbindung zwischen erstem

Kupplungsteil und Balg hergestellt. Danach wird das zweite Kupplungsteil zum ersten

Kupplungsteil koaxial ausgerichtet, wofür radiales Verschieben ausführbar ist. Außerdem wird vorzugsweise das zweite Kupplungsteil zum ersten Kupplungsteil hingedrückt, also der Balg gestaucht. Die dabei bewirkten Kraft belasten zwar die Verbindung zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem Balg, jedoch werden sie vom Balg an einer Berührfläche in das erste Kupplungsteil eingeleitet, welche beabstandet und insbesondere senkrecht ausgerichtet ist zur die Schweißverbindung aufweisenden Kontaktfläche. Nach dem koaxialen Ausrichten der beiden Kupplungsteile zueinander wird dann die Schweißverbindung hergestellt, also das Verschweißen ausgeführt. Auf diese Weise ist eine koaxial ausgerichtete, belastbare Kupplung bereitgestellt.

Wichtige Merkmale bei der Kupplung, insbesondere für einen Getriebemotor, nach Anspruch 2 sind, dass die Kupplung

ein erstes Kupplungsteil zur Verbindung mit einer ersten Welle, insbesondere

Getriebewelle,

ein zweites Kupplungsteil zur Verbindung mit einer zweiten Welle, insbesondere Motorwelle,

und einen Balg

aufweist, wobei der Balg mit dem ersten Kupplungsteil, insbesondere nur, an einer ersten Kontaktfläche stoffschlüssig verbunden ist, wobei der Balg mit dem zweiten Kupplungsteil, insbesondere nur, an einer zweiten

Kontaktfläche stoffschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktfläche einen Radialabstand aufweist, insbesondere sich also nur in axialer und in Umfangsrichtung erstreckt, und dass die zweite Kontaktfläche eine axiale Position aufweist, insbesondere sich also nur in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckt.

Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Kontaktflächen senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Die Ausrichtung und/oder Form der Kontaktflächen bewirkt, dass vor Herstellen der

Schweißverbindung ein relativ zueinander ausgeführtes Verschieben der beiden in Kontakt gebrachten Teile ermöglicht ist. Wenn also die Kontaktfläche eben ist, ist ein Verschieben in den Richtungen der Ebene ausführbar. Beispielsweise hat die zweite Kontaktfläche nur eine einzige axiale Position. Somit ist die Kontaktfläche eine ebene Fläche und ein Verschieben in radialer Richtung oder ein Drehen in Umfangsrichtung verändert diese axiale Position nicht.

Ebenso weist die erste Kontaktfläche nur einen Radialabstand auf, ist also eine Zylinderfläche. Ein Verschieben in axialer Richtung oder ein Drehen in Umfangsrichtung verändert den Radialabstand nicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung berührt der Balg das erste Kupplungsteil zusätzlich zur ersten Kontaktfläche an einer Berührfläche, welche eine axiale Position aufweist,

insbesondere sich also nur in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckt. Von Vorteil ist dabei, dass Axialkräfte, insbesondere vom axial gerichteten Stauchen des Balgs her bewirkte Axialkräfte, senkrecht in die Berührfläche einleitbar sind und somit nicht über die erste Kontaktfläche, also die Schweißverbindung, geleitet werden. Somit ist die

Schweißverbindung geschützt und die gesamte Verbindung zwischen Balg und erstem

Kupplungsteil mit hoher Axialkraft beaufschlagbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet das erste Kupplungsteil, insbesondere der Kragen oder Absatz, einen axialen Anschlag und/oder eine axiale Begrenzung für den Balg. Von Vorteil ist dabei, dass Axialkraft vom Balg in das erste Kupplungsteil einleitbar ist und somit die Schweißverbindung schützbar ist.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Herstellen einer Kupplung sind, dass die Kupplung

ein erstes Kupplungsteil,

ein zweites Kupplungsteil

und einen Balg

aufweist, wobei in einem ersten Herstellverfahrensschritt der Balg axial, insbesondere in axialer

Richtung, auf das erste Kupplungsteil, insbesondere auf einen Absatz oder Kragen des ersten Kupplungsteils, in radialer Richtung spielfrei aufgesteckt und danach schweißverbunden wird, danach in einem zweiten Herstellverfahrensschritt das zweite Kupplungsteil axial, insbesondere in axialer Richtung, an den Balg mit radialem Spiel angelegt, koaxial zum ersten Kupplungsteil ausgerichtet und danach schweißverbunden wird. Von Vorteil ist dabei, dass Axialkraft in die spielfreie Verbindung einleitbar ist und dabei direkt ins erste Kupplungsteil und nicht über die Schweißverbindung des ersten Kupplungsteils mit dem Balg einleitbar ist.

Nachteilig ist bei der Verbindung mit dem ersten Kupplungsteil, dass der Balg nicht eindeutig ausgerichtet ist, jedoch ist ein Ausrichten des zweiten Kupplungsteils mittels des radialen Spiels ermöglicht und somit auch ein koaxiales Ausrichten der beiden Kupplungsteile zueinander.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird während eines zwischen dem ersten und zweiten Herstellverfahrensschritt ausgeführten zwischengeordneten Herstellverfahrensschritts der Balg axial gestaucht. Von Vorteil ist dabei, dass die beim Stauchen erzeugte Axialkraft in das erste Kupplungsteil eingeleitet wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schweißverbindung an einer ersten

Kontaktfläche zwischen Balg und erstem Kupplungsteil ausgeführt, wobei die erste Kontaktfläche sich nur axial und in Umfangsrichtung erstreckt, insbesondere nicht aber in radialer Richtung. Von Vorteil ist dabei, dass somit ein axiales Aufstecken des Balgs bis zum Anschlägen am ersten Kupplungsteil ermöglicht ist. Außerdem ist vor Herstellen der Schweißverbindung auch ein Drehen in Umfangsrichtung ermöglicht. Die beim Stauchen erzeugte Axialkraft wird aber nicht in die erste Kontaktfläche eingeleitet, sondern schon zuvor in eine anders ausgerichtete Berührfläche.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schweißverbindung an einer zweiten

Kontaktfläche zwischen Balg und zweitem Kupplungsteil ausgeführt, wobei die zweite Kontaktfläche sich nur in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckt, insbesondere nicht aber in axialer Richtung. Von Vorteil ist dabei, dass vor Herstellen der Schweißverbindung ein radiales Verschieben ermöglicht ist. Auf diese Weise ist ein koaxiales Ausrichten der beiden Kupplungsteile vor Herstellen der Schweißverbindung ermöglicht und durch Schweißverbinden fixierbar. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kupplung für einen

Getriebemotor gezeigt.

In der Figur 2 sind zusätzlich die Positionen für Schweißnähte schematisiert eingezeichnet.

Dabei weist die Kupplung ein erstes Kupplungsteil 1 und ein zweites Kupplungsteil 2 auf, welche über einen Balg 3 verbunden sind. Der Balg 3 weist mehrere, axial nebeneinander angeordnete Falten auf. Somit ist der Balg 3 als Faltenbalg bezeichenbar.

Das erste Kupplungsteil 1 ist mit einer eintreibenden Welle eines Getriebes verbunden.

Das zweite Kupplungsteil 2 ist mit einer Rotorwelle eines Elektromotors verbunden.

Der Balg 3 ist vorzugsweise ein Metallbalg, insbesondere aus Stahl. Die Kupplungsteile (1 , 2) sind vorzugsweise aus Metall, insbesondere Stahl, gefertigt.

Der Balg 3 ist vorzugsweise mit jedem der beiden Kupplungsteile (1 , 2) schweißverbunden.

Wie in den Figuren dargestellt, liegt der Balg 3 mit seinem vom ersten Kupplungsteil abgewandten Endbereich, insbesondere Bord, flächig an einem radial hervorstehenden Kragen des zweiten Kupplungsteils 2 an. Dabei erstreckt sich die Kontaktfläche nur in

Umfangsrichtung und in radialer Richtung, hat also keine wesentliche axiale Ausdehnung.

Insbesondere ist also die Kontaktfläche an einer einzigen axialen Position angeordnet.

Da die Kontaktfläche nur einen Teilbereich einer Stirnfläche des zweiten Kupplungsteils 2 bedeckt ist bei Montage das zweite Kupplungsteil 2 vor dem Schweißverbinden mit dem Balg 3 noch radial verschiebbar. Es besteht also noch ein radiales Spiel. Hierzu weist die am zweiten Kupplungsteil 2 ausgeformte Aufnahme für den Balg 3 udn7oder die Stirnfläche einen kleineren Durchmesser auf als der kleinste lichte Durchmesser des Balgs 3, insbesondere in dem vom Balg 3 und vom zweiten Kupplungsteil 2 gemeinschaftlich überdeckten axialen Bereichs. Die Rotorwelle wird in einem hohlen Bereich des zweiten Kupplungsteils 2 aufgenommen und kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden mit dem zweiten Kupplungsteil 2.

Auch am ersten Kupplungsteil 1 ist ein radial hervorstehender Kragen ausgeformt, welcher den zum ersten Kupplungsteil 1 hin gewandten Endbereich des Balgs 3 aufnimmt.

Dabei ist allerdings der Endbereich, insbesondere also Bord, des Balgs 3 um senkrecht umgebogen, so dass der Balg 3 auf den Kragen aufgestülpt und/oder aufgesteckt ist.

Die für die Schweißverbindung vorgesehene Kontaktfläche 5 befindet sich auf nur einer einzigen radialen Position, erstreckt sich also in axialer Richtung und in Umfangsrichtung.

Die radiale Position ist dabei der Radialabstand zur Drehachse, welche bei koaxialer

Ausrichtung der Kupplungsteile (1 , 2) der Drehachse der der Rotorwelle und der Drehachse der eintreibenden Welle des Getriebes gleicht.

Nach dem Aufstecken des Balgs 23 auf den Kragen des ersten Kupplungsteils 1 berührt der Balg 3 das erste Kupplungsteil 1 an der Kontaktfläche und an einer Berührfläche 4, welche an der zum zweiten Kupplungsteil 2 zugewandten Seite des Kragens des ersten Kupplungsteils angeordnet ist. Die letztgenannte Fläche erstreckt sich wiederum nur in radialer Richtung und in Umfangsrichtung, insbesondere weist sie also nur eine einzige axiale Position auf.

Die Berührung erfolgt also an zwei zueinander senkrechten Ebenen. Die Schweißverbindung zwischen dem ersten Kupplungsteil 1 und dem Balg 3 ist an der Kontaktfläche 5 ausgeführt.

Somit wird der Balg 3 bei der Herstellung der Kupplung in einem ersten

Herstellverfahrensschritt auf den Kragen des ersten Kupplungsteils 1 aufgesteckt,

insbesondere in axialer Richtung bis zum Anschlag, also dem Anliegen des Balgs 3 an der Berührfläche 4.

In einem darauffolgenden zweiten Herstellverfahrensschritt wird die Schweißverbindung an der Kontaktfläche 5 ausgeführt. Dabei wird flüssig gewordenes verformtes Material bis zu einer am Kragen, insbesondere an der vom Balg 3 abgewandten Seite des Kragens, des ersten

Kupplungsteils 1 angeordneten in Umfangsrichtung umlaufenden Rille 6 oder Ringnut verformt. Die Rille 6 oder Ringnut ist auf einem kleineren Radialabstand angeordnet als die Kontaktfläche 5.

In einem darauffolgenden dritten Herstellverfahrensschritt wird der Balg 3 axial gestaucht, wobei das zweite Kupplungsteil 2 an den Balg zum ersten Kupplungsteil 1 hingedrückt wird.

Die beim Stauchen eingeleitete Kraft wird vom Balg 3 an der Berührfläche 4 zum ersten Kupplungsteil 1 hin abgeleitet. Die Schweißverbindung zwischen dem ersten Kupplungsteil 1 und dem Balg 3 wird somit entlastet und nicht beansprucht.

Während dieses Herstellverfahrensschritts wird die zweite Kupplungsteil 2 koaxial zum ersten Kupplungsteil ausgerichtet, insbesondere auch in radialer Richtung verschoben.

In einem darauffolgenden vierten Herstellverfahrensschritt wird der Balg 3 mit dem zweiten Kupplungsteil 2 schweißverbunden. Somit ist das zweite Kupplungsteil 2 dann stoffschlüssig mit dem Balg 3 verbunden und koaxial zum ersten Kupplungsteil 1 ausgerichtet.

Auch nach der Herstellung bleibt dann das erste Kupplungsteil zum zweiten Kupplungsteil 2 koaxial ausgerichtet. Fertigungsungenauigkeiten bei der Erzeugung der Falten des Balgs 3 bewirken keine störende Verschiebung der beiden Kupplungsteile (1 , 2) zueinander.

Hingegen wäre bei einer nicht erfindungsgemäßen Ausführung mit beidseitigen

Kontaktflächen und Berührflächen zwar ein stabiles Überstülpen des Balgs 3 über die Kragen der Kupplungsteile (1 , 2) ermöglicht, jedoch würden dann die Fertigungsungenauigkeiten nach dem Schweißverbinden die koaxiale Ausrichtung verhindern. Denn ein radiales Verschieben der Kupplungsteile (1 , 2) wäre nicht möglich.

Ebenso wäre bei einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit beidseitiger Berührfläche ohne Kontaktfläche zwar ein radiales Verschieben und somit koaxiales

Ausrichten ermöglicht, jedoch würden die beim Stauchen auftretenden Kräfte die

Schweißverbindungen belasten und gefährden.

Erfindungsgemäß wird aber zuerst der Balg 3 am ersten Kupplungsteil 1 angeschweißt, dann der Balg 3 gestaucht und zuletzt das zweite Kupplungsteil 2 mit dem Balg 3 verschweißt. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Motorseite und die Getriebeseite vertauscht, also die Kupplung umgekehrt ausgerichtet.

Bezugszeichenliste

1 erstes Kupplungsteil 2 zweites Kupplungsteil

3 Balg

4 Berührfläche

5 Kontaktfläche

6 umlaufende Rille

20 Schweißnaht