DE102020212788A1

DE102020212788A1 - Wellenkupplung mit Notkupplungseigenschaft sowie Lenkgetriebe und Hilfskraftlenkung mit einer solchen Wellenkupplung

Info

Publication number: DE102020212788A1
Application number: DE102020212788.3A
Authority: DE
Inventors: Sven Ausmeier; Julian Lübbig; Philipp Marxer; Johannes Steurer; Aaron Täschler
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2022-04-14
Also published as: WO2022073898A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenkupplung (1) zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer ersten Welle (2) und einer zweiten Welle (3), umfassend ein erstes drehfest mit der ersten Welle (2) verbindbares Kupplungselement (4), ein zweites drehfest mit der zweiten Welle (3) verbindbares Kupplungselement (5) und ein drittes Kupplungselement (6), wobei mittels des dritten Kupplungselements (6) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement (4) und dem zweiten Kupplungselement (5) hergestellt ist. Das erste Kupplungselement (4) weist sich in Axialrichtung erstreckende Vorsprünge (7) auf und das zweite Kupplungselement (5) weist sich in Axialrichtung erstreckende Aussparungen (10) auf. Die Vorsprünge (7) und die Aussparungen (10) sind dabei ausgebildet, ineinanderzugreifen und bei einer Funktionsbeeinträchtigung des dritten Kupplungselements (6) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement (4) und dem zweiten Kupplungselement (5) herzustellen.Ferner betrifft die Erfindung ein Doppelritzel-Lenkgetriebe sowie eine elektromechanische Hilfskraftlenkung mit einer solchen Wellenkupplung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle, wobei die Wellenkupplung ein erstes drehfest mit der ersten Welle verbindbares Kupplungselement, ein zweites drehfest mit der zweiten Welle verbindbares Kupplungselement und ein drittes Kupplungselement umfasst. Mittels des dritten Kupplungselements ist dabei eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement hergestellt, sodass ein Drehmoment zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle übertragen werden kann. Weiter betrifft die Erfindung ein Doppelritzel-Lenkgetriebe sowie eine elektronische Hilfskraftlenkung mit einer solchen Wellenkupplung.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Ausgestaltungen von Wellenkupplungen bekannt, insbesondere Klauenkupplungen und Elastomerkupplungen. Elastomerkupplungen weisen ein dämpfendes Kupplungselement als Verbindungselement zwischen den auf den jeweiligen Wellenenden anzuordnenden Kupplungselementen auf und sind damit insbesondere für den Einsatz bei Anwendungen geeignet, die schwingungs- und stoßanfällig sind. Ein Anwendungsgebiet solcher Wellenkupplungen betrifft dabei Lenksysteme und zwar insbesondere bei sogenannten Doppelritzel-Lenkgetrieben (auch Dual-Pinion-Lenkgetriebe genannt) und bei elektromechanischen Hilfskraftlenkungen.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2012 010 869 A bekannt, zur Drehmomenteinleitung eine Kupplung zwischen Motorwelle und Schneckenwelle einzusetzen, wobei die Kupplung zwischen zwei Kupplungselementen ein Dämpfungselement aus einem Elastomermaterial als weiteres Kupplungselement aufweist.
Aus der JP 2016112955 A ist ein Dual-Pinion-Lenkgetriebe bekannt, wobei eine Verbindung mit einem Motor über eine Kupplung hergestellt wird.
Die genannten Anwendungsbereiche sind dabei aus naheliegenden Gründen besonders sicherheitskritische Anwendungsbereiche, bei denen ein Ausfall der Kupplung nicht nur zu Schäden an dem Lenksystem führen kann, sondern darüber hinaus auch eine akute Gefahr für von einem solchen Ausfall betroffenen Personen, wie den Insassen eines Kraftfahrzeugs ausgeht.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ausfallsicherheit einer eingangs genannten Wellenkupplung zu erhöhen und insbesondere ein hinsichtlich der Sicherheit verbessertes Doppelritzel-Lenkgetriebe sowie eine hinsichtlich der Sicherheit verbesserte elektronische Hilfskraftlenkung bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden eine Wellenkupplung, ein Doppelritzel-Lenkgetriebe sowie eine elektromechanische Hilfskraftlenkung gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung beschrieben sowie in den Figuren dargestellt.
Die vorgeschlagene Lösung sieht eine Wellenkupplung zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle vor. Eine Übertragung eines Drehmoments zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle ist dabei eine Übertragung eines Drehmoments von der ersten Welle auf die zweite Welle oder von der zweiten Welle auf die erste Welle. Die vorgeschlagene Wellenkupplung umfasst ein erstes drehfest mit der ersten Welle verbindbares Kupplungselement, ein zweites drehfest mit der zweiten Welle verbindbares Kupplungselement und ein drittes Kupplungselement, wobei mittels des dritten Kupplungselements eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement hergestellt ist, sodass vorteilhafterweise ein Drehmoment zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle übertragen werden kann. Das erste Kupplungselement weist dabei wenigstens einen sich in Axialrichtung erstreckenden Vorsprung auf und das zweite Kupplungselement weist wenigstens eine sich in Axialrichtung erstreckende Aussparung auf. Der wenigstens eine Vorsprung und die wenigstens eine Aussparung sind ausgebildet, ineinanderzugreifen und bei einer Funktionsbeeinträchtigung des dritten Kupplungselements, insbesondere bei einem Funktionsausfall des dritten Kupplungselements, eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement herzustellen, sodass vorteilhafterweise ein Drehmoment zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle übertragen werden kann. Das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement stellen somit vorteilhafterweise mit dem wenigstens einen Vorsprung und der wenigstens einen Aussparung Mittel bereit, um bei einem Ausfall des dritten Kupplungselements dennoch weiterhin ein Drehmoment zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle übertragen zu können. Dabei wirken vorteilhafterweise eine Flanke des wenigstens einen Vorsprungs und eine Flanke der wenigstens einen Aussparung zusammen. Ein kompletter Ausfall der Wellenkupplung bei einer Funktionsbeeinträchtigung des dritten Kupplungselements wird somit vorteilhafterweise verhindert, da über das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement insbesondere eine Notkupplungseigenschaft bereitgestellt wird, die vorzugsweise nur dann zum Tragen kommt, wenn eine Funktionsbeeinträchtigung des dritten Kupplungselements vorliegt. Solange das dritte Kupplungselement die Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement bereitstellt, erfolgt vorteilhafterweise keine Kupplung über den wenigstens einen Vorsprung und die wenigstens eine Aussparung. Eine Kopplung zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement erfolgt in diesem Fall vorteilhafterweise ausschließlich über das dritte Kupplungselement und insbesondere nicht über ein Ineinandergreifen des wenigstens einen Vorsprungs in die wenigstens eine Aussparung.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das dritte Kupplungselement dämpfende Eigenschaften aufweist und vorteilhafterweise eine Dämpfungswirkung der Wellenkupplung bereitstellt. Weiter ist insbesondere vorgesehen, dass über das Ineinandergreifen von dem wenigstens einen Vorsprung und der wenigstens eine Aussparung eine starre Verbindung bereitgestellt wird, die dämpfungsarm oder dämpfungslos ist.
Die Erfindung sieht ferner insbesondere vor, dass die erste Welle eine Motorwelle ist und die zweite Welle eine Schneckenwelle ist, wobei eine Übertragung eines Drehmoments von der Motorwelle auf die Schneckenwelle vorgesehen ist, vorzugsweise bei einer Dual-Pinion-Getriebeanordnung im Bereich des Lenkgetriebes oder aber bei einer motorunterstützten Lenkunterstützung im Bereich der Lenksäule.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Wellenkupplung sieht vor, dass das zweite Kupplungselement wenigstens einen sich in Axialrichtung erstreckenden Vorsprung aufweist und das erste Kupplungselement wenigstens eine sich in Axialrichtung erstreckende Aussparung aufweist, wobei der wenigstens eine Vorsprung des zweiten Kupplungselements dazu ausgebildet ist, in die Aussparung des ersten Kupplungselements einzugreifen. Das heißt, dass bei dieser Ausgestaltung vorteilhafterweise sowohl das erste Kupplungselement als auch das zweite Kupplungselement jeweils wenigstens einen ersten Vorsprung und wenigstens eine erste Aussparung aufweisen. Vorteilhafterweise lässt sich hierdurch bei einer Funktionsbeeinträchtigung des dritten Kupplungselements eine verbesserte und ausfallsichere Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement herstellen.
Der wenigstens eine Vorsprung weist vorzugsweise einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt, insbesondere in Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf. Die Ecken dieses dreieckigen Querschnitts sind dabei vorzugsweise abgerundet. Die Ausgestaltung dieser Form von Vorsprüngen weist dabei vorteilhafterweise eine hohe Stabilität auf, was für eine Drehmomentübertragung im Falle eines Ausfalls des dritten Kupplungselements von besonderem Vorteil ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Aussparung größer dimensioniert ausgebildet als der wenigstens eine Vorsprung, sodass in Umfangsrichtung ein Bewegungsfreiraum des ersten Kupplungselements relativ zu dem zweiten Kupplungselement gebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei einem Normalbetrieb, also wenn das dritte Kupplungselement funktionstüchtig ist, das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement so zueinander ausgerichtet sind, dass sich der wenigstens eine Vorsprung und die wenigstens eine Aussparung nicht kontaktieren. Erst bei einem Ausfall des dritten Kupplungselements würde sich durch die angetriebene Welle das erste Kupplungselement gegenüber dem zweiten Kupplungselement vorteilhafterweise so verdrehen, dass eine Flanke des wenigstens einen Vorsprungs an einer Flanke der wenigstens einen Aussparung anliegt, sodass eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement hergestellt ist und ein Drehmoment von der angetriebenen Welle auf die weiter Welle übertragen werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement baugleich ausgebildet. Hierdurch lassen sich vorteilhafterweise Kosten bei der Herstellung einsparen, sodass die Wellenkupplung insgesamt günstiger wird. Das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement werden dabei entsprechend versetzt zueinander angeordnet, sodass einem Vorsprung eine Aussparung gegenüberliegt.
Insbesondere sind mehrere Vorsprünge als der wenigstens eine Vorsprung und mehrere Aussparungen als die wenigstens eine Aussparung vorgesehen. Vorteilhafterweise lässt sich hierdurch bei einer Funktionsbeeinträchtigung des dritten Kupplungselements eine weiter verbesserte und ausfallsichere Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement herstellen. Eine Anzahl von drei Vorsprüngen und entsprechend von drei Aussparungen hat sich als vorteilhaft herausgestellt. Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsvariante sind allerdings auch zwei, vier oder fünf Vorsprünge und entsprechend viele Aussparungen vorgesehen.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass bei dem ersten Kupplungselement und bei dem zweiten Kupplungselement die Vorsprünge und Aussparungen jeweils in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sind. Die Abstände zwischen den Vorsprüngen sind dabei vorzugsweise äquidistant. Auch die Abstände zwischen den Aussparungen sind vorzugsweise äquidistant. Eine Symmetrie des ersten Kupplungselements und des zweiten Kupplungselements ist weiter vorteilhaft. Vorteilhafterweise erlauben diese Ausgestaltungen jeweils einen einfacheren Aufbau der Wellenkupplung, insbesondere da das Ausrichten des ersten Kupplungselements zu dem zweiten Kupplungselement weniger fehleranfällig ist. Zur weiter vereinfachten Ausrichtung des ersten Kupplungselements zu dem zweiten Kupplungselement sind vorteilhafterweise Markierungen an der Außenseite des ersten Kupplungselements und des zweiten Kupplungselements angebracht, insbesondere Linien, die beim Anordnen zueinander in Ausrichtung zu bringen sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement jeweils sich in Radialrichtung nach außen erstreckende Anformungen und das dritte Kupplungselement sich in Radialrichtung nach innen erstreckende Anformungen auf. Die Anformungen des ersten Kupplungselements und die Anformungen des dritten Kupplungselements sowie die Anformungen des zweiten Kupplungselements und die Anformungen des dritten Kupplungselements sind dabei jeweils dazu ausgebildet zusammenzuwirken. Auf diese Weise wird vorteilhafterweise die Wirkverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungselement hergestellt. Diese Art des Zusammenwirkens der Kupplungselemente hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt. Die Anformungen der Kupplungselemente können insbesondere als Verzahnung ausgebildet sein. Insbesondere können die Anformungen ein gebogenes, vorteilhafterweise ein parabelförmiges oder gotisches Profil aufweisen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Anformungen des ersten Kupplungselements und des zweiten Kupplungselements jeweils in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sind und insbesondere die Anformungen des dritten Kupplungselements korrespondierend zu den Anformungen des ersten Kupplungselements und des zweiten Kupplungselements in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sind. Hierdurch ist das Zusammenwirken der Kupplungselemente vorteilhafterweise weiter verbessert. Zudem sind fertigungstechnische Vorteile hiermit verbunden.
Weiter ist insbesondere vorgesehen, dass die Anformungen des ersten Kupplungselements und die Anformungen des dritten Kupplungselements sowie die Anformungen des zweiten Kupplungselements und die Anformungen des dritten Kupplungselements jeweils zueinander komplementäre Formschlusselemente sind. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte Weise für das Zusammenwirken der Kupplungselemente bereitgestellt.
Besonders vorteilhaft ist das dritte Kupplungselement jeweils das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement in Radialrichtung umschließend angeordnet. Eine solche Anordnung hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt. Insbesondere lassen sich mögliche Beschädigungen an dem dritten Kupplungselement gut erkennen. Darüber hinaus ist die Kontaktfläche zwischen dem dritten Kupplungselement einerseits und dem ersten sowie dem zweiten Kupplungselement andererseits vorteilhafterweise groß, sodass vorteilhafterweise auch relativ große Drehmomente übertragen werden können, insbesondere schlupffrei übertragen werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Wellenkupplung sieht vor, dass das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement jeweils einen Sinterwerkstoff umfassen. Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement aus einem Sinterwerkstoff sind. Das dritte Kupplungselement umfasst insbesondere einen Kunststoff oder einen faserverstärkten Kunststoff. Insbesondere ist das dritte Kupplungselement aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Kupplungselement oder das zweite Kupplungselement oder weisen das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement eine Passverzahnung zur drehfesten Verbindung mit der entsprechenden Welle auf. Hierdurch wird vorteilhafterweise weiter zu einer schlupffreien Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle beigetragen.
Weiter vorteilhaft ist das erste Kupplungselement oder das zweite Kupplungselement oder sind das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement dazu ausgebildet, durch ein stirnseitig in die entsprechende Welle einbringbares Befestigungsmittel an die entsprechende Welle festgelegt zu werden. Hierdurch ist vorteilhafterweise eine einfache aber effiziente Anordnung des ersten Kupplungselements und/oder des zweiten Kupplungselements bereitgestellt.
Zur Lösung der obenstehend genannten Aufgabe wird zudem ein Doppelritzel-Lenkgetriebe mit einer Wellenkupplung mit den vorstehend genannten Merkmalen einzeln oder in Kombination vorgeschlagen. Insbesondere umfasst das Doppelritzel-Getriebe ein Lenkgetriebegehäuse, in dem eine Zahnstange gelagert ist, die über ein erstes Lenkritzel eines ersten Lenkstellers mit einer Lenkwelle und einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs in Verbindung steht. Ein zweites Lenkritzel eines zweiten Lenkstellers, das in Längsrichtung der Zahnstange beabstandet von dem ersten Lenkritzel angeordnet ist, steht mit einer Antriebseinheit, insbesondere einem Elektromotor in Verbindung, der als Aktuator vorteilhafterweise eine Lenkunterstützung bewirkt. Die beiden Lenkritzel kämmen getriebetechnisch jeweils mit einem auf der Zahnstange angebrachten Verzahnungsbereich. Der Vorteil eines solchen Doppelritzel-Lenkgetriebe liegt insbesondere darin, dass konstruktiv die Anordnung des elektrischen Servomotors unabhängig von der Lenkwelle und dem ersten Lenkritzel erfolgen kann und dass deshalb eine größere konstruktive Freiheit bei der Gestaltung des Lenkgetriebes besteht. Dies ist insbesondere bei beengten Einbauverhältnissen in Kraftfahrzeugen von Vorteil, da der Getriebezug der Lenkwelle zwischen dem Lenkrad und dem ersten Lenkritzel dann kleiner gebaut werden kann, da in diesem Bereich der elektrische Servomotor nicht angeordnet sein muss. Insbesondere ist vorgesehen, dass der zweite Lenksteller eine erfindungsgemäß ausgebildete Wellenkupplung umfasst, insbesondere zur Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebswelle des Elektromotors auf eine Welle des Getriebes, welches die Drehbewegung des Elektromotors auf das zweite Lenkritzel beziehungsweise die zweite Ritzelwelle überträgt. Insbesondere ist vorgesehen, dass der zweite Lenksteller des Doppelritzel-Lenkgetriebes einen Gehäusebereich umfasst, der so ausgebildet ist, dass der Elektromotor über ein Schneckengetriebe mit der Ritzelwelle in Verbindung stehen kann.
Weiter wird zur Lösung der obenstehend genannten Aufgabe eine elektromechanische Hilfskraftlenkung mit einer Wellenkupplung mit den vorstehend genannten Merkmalen einzeln oder in Kombination vorgeschlagen. Die elektromechanische Hilfskraftlenkung, umfasst einen Elektromotor mit einer ersten Welle, insbesondere einer Motorwelle, ein Schneckengetriebe mit einer zweiten Welle, insbesondere einer Schneckenwelle, wobei die Wellenkupplung mit der ersten Welle und der zweiten Welle, insbesondere mit der Motorwelle und der Schneckenwelle, zur Übertragung eines Drehmoments verbunden ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Hilfskraftlenkung ausgebildet ist, an einer Lenkwelle angebracht zu werden. Weiter ist insbesondere vorgesehen, dass ein elektrischer Hilfskraftantrieb der Hilfskraftlenkung ein Getriebe aufweist, bevorzugt ein Schneckengetriebe, dessen Ausgangsrad insbesondere drehfest mit der Lenkwelle gekuppelt ist. Eingangsseitig ist an dem Getriebe vorteilhafterweise eine Antriebseinheit angebracht. Insbesondere ist die Antriebseinheit ein Servomotor. Zur drehmomentschlüssigen Verbindung mit dem Getriebe ist an einer Rotorwelle der Antriebseinheit getriebeseitig vorteilhafterweise eine erfindungsgemäß ausgebildete Wellenkupplung angebracht.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Figuren (Fig.: Figur) dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 in einer Seitenansicht eine Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäß ausgebildete Wellenkupplung;
2 in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes erstes Kupplungselement für eine erfindungsgemäße Wellenkupplung;
3 in einer weiteren perspektivischen Darstellung das erste Kupplungselement gemäß 2;
4 in einer Frontansicht eine weitere Darstellung des ersten Kupplungselements gemäß 2;
5 in einer teils geschnittenen Ansicht entlang einer Längsachse und teils perspektivischen Darstellung eine Anordnung eines ersten Kupplungselements gemäß 2 in Bezug auf ein zweites baugleich ausgebildetes Kupplungselement zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung;
5a eine Frontansicht gemäß 2, in der durch ein Kupplungselement geschnitten wurde, wobei eine erste Position des Zusammenwirkens zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungselement im Falle einer normalen Funktionsfähigkeit des dritten Kupplungselements dargestellt ist;
5b eine Frontansicht gemäß 2, in der durch ein Kupplungselement geschnitten wurde, wobei eine zweite Position des Zusammenwirkens zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungselement im Falle eines Ausfalls des dritten Kupplungselements dargestellt ist;
6 in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Doppelritzel-Lenkgetriebe;
7 in einer perspektivischen, realistischeren Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Doppelritzel-Lenkgetriebe;
8 in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für einen Lenksteller eines erfindungsgemäß ausgebildeten Doppelritzel-Lenkgetriebes, wie beispielsweise in 7 gezeigt;
9 in einer Schnittdarstellung einen Lenksteller gemäß 8;
10 in einer Explosionszeichnung einen Lenksteller gemäß 8; und
11 in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäß ausgebildete elektronische Hilfskraftlenkung.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile in der Regel mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher mitunter auch jeweils nur im Zusammenhang mit einer der Figuren erläutert.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Wellenkupplung 1 zur Übertragung eines Drehmoments von einer ersten Welle 2, insbesondere einer Motorwelle, auf eine zweite Welle 3, insbesondere eine Schneckenwelle, als Explosionszeichnung dargestellt. Die erste Welle 2 und die zweite Welle 3 weisen dabei eine gemeinsame Längsachse L auf. Die Wellenkupplung 1 umfasst ein erstes drehfest mit der ersten Welle 2 verbindbares Kupplungselement 4, ein zweites drehfest mit der zweiten Welle 3 verbindbares Kupplungselement 5 und ein drittes Kupplungselement 6 zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement 4 und dem zweiten Kupplungselement 5. Das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 umfassen jeweils einen Sinterwerkstoff. Das dritte Kupplungselement 6 umfasst einen Kunststoff. Mittels eine Befestigungsmittels 16 kann das zweite Kupplungselement 5 an der zweiten Welle 3 angeordnet werden. Ebenfalls in 1 dargestellt ist ein Abdeckelement 51, welches für die Wellenkupplung 1 als solche allerdings nicht von Relevanz ist.
Das dritte Kupplungselement 6 ist dabei in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, jeweils das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 in Radialrichtung umschließend angeordnet zu werden. Das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 weisen auf dessen Außenmantelflächen jeweils Anformungen in Form einer Riffelung auf. Das dritte Kupplungselement 6, welches ringförmig ausgebildet ist, weist auf seiner nicht sichtbaren Innenfläche eine entsprechend korrespondierend ausgebildete Riffelung auf, wodurch die Verbindung des dritten Kupplungselements 6 mit dem ersten Kupplungselement 4 sowie dem zweiten Kupplungselement 5, wenn das dritte Kupplungselement 6 auf das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 aufgebracht ist, verbessert ist.
Das erste Kupplungselement 4 dieser Wellenkupplung 1 weist einen sich in Axialrichtung, also in Richtung der Längsachse L, erstreckenden Vorsprung 7 auf. Das zweite Kupplungselement 5 dieser Wellenkupplung 1 weist eine sich in Axialrichtung, also in Richtung der Längsachse L, erstreckende Aussparung 10 auf. Das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 sind dabei so zueinander angeordnet, dass der Vorsprung 7 des ersten Kupplungselements 4 der Aussparung 10 des zweiten Kupplungselements 5 gegenüberliegt. Der Vorsprung 7 und die Aussparung 10 sind dabei ausgebildet, ineinanderzugreifen und bei einer Beeinträchtigung der Funktion des dritten Kupplungselements 6, beispielsweise bei einem Riss des dritten Kupplungselements 6, eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement 4 und dem zweiten Kupplungselement 5 herzustellen, sodass weiterhin ein Drehmoment von der ersten Welle 2 auf die zweite Welle 3 übertragen werden kann. Die Aussparung 10 des zweiten Kupplungselements 5 ist dabei größer dimensioniert ausgebildet, als der Vorsprung 7 des ersten Kupplungselements 4, sodass in Umfangsrichtung ein Bewegungsfreiraum des ersten Kupplungselements 4 relativ zu dem zweiten Kupplungselement 5 gebildet ist. Bei einer Anordnung des dritten Kupplungselements 6 auf dem ersten Kupplungselement 4 und dem zweiten Kupplungselement 5 und bei Funktionsfähigkeit des dritten Kupplungselements 6 kontaktieren die Seitenflächen der Vorsprünge 7 die Seitenflächen der Aussparungen 10 nicht, sodass die Vorsprünge 7 mit den Aussparungen 10 in diesem Fall keine Wirkverbindung ausbilden und kein Drehmoment darüber übertragen wird. Die Übertragung eines Drehmoments erfolgt somit bei Normalbetrieb über das dritte Kupplungselement 6.
2, 3 und 4 zeigen eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante für ein erstes Kupplungselement 4 für eine erfindungsgemäß ausgebildete Wellenkupplung 1. Das zweite Kupplungselement 5 dieser Wellenkupplung ist dabei baugleich mit dem ersten Kupplungselement 4 ausgebildet. Bei 5 sind aus diesem Grund die Bezugszeichen sowohl für das erste Kupplungselement 4 als auch für das zweite Kupplungselement 5 dargestellt.
Das erste Kupplungselement 4 weist drei sich in Axialrichtung erstreckende Vorsprünge 7 und drei sich in Axialrichtung erstreckende Aussparung 9 auf. Die Vorsprünge 7 und Aussparungen 9 des ersten Kupplungselements 4 sind dabei in diesem Ausführungsbeispiel jeweils in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet. Die Vorsprünge 7 des ersten Kupplungselements 4 sind dabei bei der Ausbildung einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung dazu ausgebildet, in entsprechende Aussparungen des zweiten Kupplungselements einzugreifen. Von den Aussparungen 9 des ersten Kupplungselements 4 werden bei der Ausbildung einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung die entsprechenden Vorsprünge 8 des zweiten Kupplungselements 5 aufgenommen. Die Vorsprünge 7, 8 der Kupplungselemente 4, 5 weisen in diesem Ausführungsbeispiel, wie in 2 bis 4 gezeigt, einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt in Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf. Die Ecken sind dabei abgerundet. Die Ausgestaltung dieser Form von Vorsprüngen 7, 8 weist dabei vorteilhafterweise eine hohe Stabilität auf, was für eine Drehmomentübertragung im Falle eines Ausfalls des dritten Kupplungselements von besonderem Vorteil ist.
Wie ebenfalls in 2 bis 4 gezeigt, sind die Aussparungen 9, 10 der Kupplungselemente 4, 5 derart größer dimensioniert, als die Vorsprünge 7, 8 der Kupplungselemente 4, 5, dass bei der Ausbildung einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung ein Bewegungsfreiraum des ersten Kupplungselements 4 relativ zu einem baugleich zu dem ersten Kupplungselement 4 ausgebildeten zweiten Kupplungselement 5 in Umfangsrichtung der Kupplungselemente 4, 5 gebildet ist.
Das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 weisen zudem sich in Radialrichtung nach außen erstreckende Anformungen 11, 12 auf, die in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sind und als Formschlusselemente ausgebildet sind, insbesondere nach Art eines Zahnrads oder gotisch. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass ein drittes Kupplungselement zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung korrespondierende, sich in Radialrichtung nach innen erstreckende Anformungen aufweist, wobei die Anformungen 11 des ersten Kupplungselements 4 und die Anformungen des dritten Kupplungselements sowie die Anformungen 12 des zweiten Kupplungselements 5 und die Anformungen des dritten Kupplungselements jeweils dazu ausgebildet sind, zusammenzuwirken. Die Anformungen 11 des ersten Kupplungselements 4 und die Anformungen des dritten Kupplungselements sowie die Anformungen 12 des zweiten Kupplungselements 5 und die Anformungen des dritten Kupplungselements sind dabei insbesondere jeweils zueinander komplementäre Formschlusselemente.
Das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 weisen zudem eine umlaufende überstehende Umrandung 14 auf. Bei einer Ausbildung einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung ist dabei vorgesehen, dass das dritte Kupplungselement zwischen der überstehenden Umrandung 14 des ersten Kupplungselements 4 und einer entsprechenden überstehenden Umrandung des zweiten Kupplungselements angeordnet wird, wobei die überstehende Umrandung 14 des ersten Kupplungselements 4 und die überstehende Umrandung 14 des zweiten Kupplungselements 5 dabei eine Verliersicherung für das dritte Kupplungselement darstellt.
Weiter weist das erste Kupplungselement 4 in dem in 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Passverzahnung 17 zur drehfesten Verbindung mit der entsprechenden Welle auf.
Wie ebenfalls in 2 bis 4 gezeigt, weisen das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 an den Vorsprüngen 7, 8 Seitenflächen 71, 81 auf, die die Seitenflächen 91, 101 der Aussparungen 9, 10 kontaktieren, sofern kein Normalbetrieb vorliegt, sodass die Vorsprünge 7, 8 in diesem vom Normalbetrieb abweichenden Betrieb mit den Aussparungen 9, 10 eine Wirkverbindung ausbilden und ein Drehmoment darüber übertragen werden kann. Kein Normalbetrieb liegt dabei vor, wenn ein Drehmoment nicht mehr über die Verbindung mit dem dritten Kupplungselement übertragen werden kann, insbesondere bei einem Defekt des dritten Kupplungselements, beispielsweise einem Riss des dritten Kupplungselements.
5 zeigt beispielhaft eine Anordnung eines ersten Kupplungselements 4, wie unter Bezugnahme auf 2 bis 4 erläutert, zu einem zweiten Kupplungselement 5 zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung, wobei das zweite Kupplungselement 5 baugleich zu dem ersten Kupplungselement 4 ausgebildet ist. Das dritte Kupplungselement 6 ist hierbei nicht dargestellt. Zur besseren Veranschaulichung der Kontaktierung der beiden Kupplungselemente 4, 5 wurde in 5 durch das zweite Kupplungselement 5 entlang der Längsachse L hindurchgeschnitten. Wie in 5 dargestellt, werden das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 so zueinander angeordnet, dass die Vorsprünge 7 des ersten Kupplungselements 4 in die Aussparungen 10 des zweiten Kupplungselements 5 eingreifen und die Vorsprünge 8 des zweiten Kupplungselements 5 in die Aussparungen 9 des ersten Kupplungselements 4 eingreifen. Dabei sind das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 relativ zueinander so ausgerichtet, dass die Vorsprünge 8 des zweiten Kupplungselements 5 in den im Vergleich zu den Vorsprüngen 8 größer dimensionierten Aussparungen 9 zu beiden Seiten eines jeweiligen Vorsprungs 8 einen Bewegungsfreiraum aufweisen. Gleiches gilt entsprechend für die Vorsprünge 7 des ersten Kupplungselements 4 in Bezug auf die Aussparungen 10 des zweiten Kupplungselements 5. Bei dieser Anordnung, die dem späteren Normalbetrieb einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wellenkupplung entspricht, kontaktieren somit die Seitenflächen 81 der Vorsprünge 8 des zweiten Kupplungselements 5 die Seitenflächen 91 der Aussparungen 9 des ersten Kupplungselements 4 und die Seitenflächen 71 der Vorsprünge 7 des ersten Kupplungselements 4 die Seitenflächen 101 der Aussparungen 10 des zweiten Kupplungselements 5 nicht. Bei dieser Ausrichtung greifen die Vorsprünge 7, 8 und die Aussparungen 9, 10 in einer Weise ineinander, bei der keine Übertragung eines Drehmoments über die Vorsprung-Aussparung-Verbindung erfolgt. Diese erste Position des Zusammenwirkens ist dabei auch in 5a in einer Frontalansicht dargestellt. In 5a ist dabei gut zur erkennen, dass das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 relativ zueinander so ausgerichtet sind, dass die Vorsprünge 8 des zweiten Kupplungselements 5 in den im Vergleich zu den Vorsprüngen 8 größer dimensionierten Aussparungen 9 zu den Seiten eines jeweiligen Vorsprungs 8 einen Bewegungsfreiraum 18 aufweisen.
Bei einem Ausfall des dritten Kupplungselements, insbesondere wenn das dritte Kupplungselement nicht mehr für einen Synchronlauf des ersten Kupplungselements 4 und des zweiten Kupplungselements 5 sorgt, verdrehen sich das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 relativ zueinander derart, dass die Seitenflächen 71, 81 der Vorsprünge 7, 8 an den entsprechenden Seitenflächen 91, 101 der Aussparungen 9, 10 anliegen, sodass in diesem Fall eine Übertragung eines Drehmoments über die Vorsprung-Aussparung-Verbindung erfolgen kann. Diese zweite Position des Zusammenwirkens ist dabei in 5b in einer Frontalansicht dargestellt. In 5b ist dabei gut zur erkennen, dass das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 relativ zueinander so ausgerichtet sind, dass die Vorsprünge 8 des zweiten Kupplungselements 5 mit jeweils einer seiner Seitenfläche 81 jeweils eine Seitenfläche 91 einer jeweiligen Aussparung 9 des ersten Kupplungselementes 4 kontaktiert, und auf diese Weise ein Drehmoment übertragen werden kann.
In 6 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung eine elektromechanische Servolenkung eines Kraftfahrzeugs in der Bauform eines Doppelritzel-Lenkgetriebes 20 dargestellt. Die Lenkung weist ein Lenkrad 21 auf, das mit einer oberen Lenkwelle 22 und einer unteren Lenkwelle 23 verbunden ist. Das Doppelritzel-Lenkgetriebe 20 umfasst einen ersten Lenksteller 30 und einen zweiten Lenksteller 40. Die untere Lenkwelle 23 steht mit einem Lenkritzel 42 des zweiten Lenkstellers 40 in drehfester Verbindung, sodass ein Drehmoment von dem Lenkrad 21 auf das Lenkritzel 42 des zweiten Lenkstellers 40 übertragen werden kann. Das Lenkritzel 42 steht mit einer Zahnstange 26 in Eingriff, die ein erstes Zahnsegment 27 aufweist. Ein zweites Zahnsegment 28 ist in axialem Abstand neben dem ersten Zahnsegment 27 angeordnet. Dieses steht in einem Verzahnungseingriff mit einer Ritzelwelle 32 des ersten Lenkstellers 30, wobei die Ritzelwelle 32 von einem nicht im Detail dargestellten Servoantrieb 31 antreibbar ist.
Bei einer Lenkbewegung leitet ein Fahrer durch Drehung des Lenkrades 21 ein Drehmoment in die Lenkwelle 22, 23 ein, das über das Lenkritzel 42 eine Verschiebung der Zahnstange 26 in Axialrichtung bewirkt und in bekannter Weise über Spurstangen 24 eine Verschwenkung der lenkbaren Räder 25 bewirkt. Bei Bedarf unterstützt der Servoantrieb 31 durch Einleiten eines Drehmoments in die Ritzelwelle 32 den Fahrer bei seiner Lenkbewegung. Durch den Verzahnungseingriff zwischen der Ritzelwelle 32 und dem zweiten Zahnsegment 28 wird eine unterstützende Axialkraft in der Zahnstange 26 erzeugt. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Lenksteller 30 eine erfindungsgemäß ausgebildete Wellenkupplung 1 umfasst, wobei der Lenksteller 30 des Doppelritzel-Lenkgetriebes 20 unter Bezugnahme auf 7 bis 10 nachfolgend näher erläutert wird.
7 zeigt ein Doppelritzel-Lenkgetriebe 20 in einer perspektivischen, im Vergleich zur der Darstellung gemäß 6 realistischeren Darstellung. Die in 7 nicht sichtbare Zahnstange ist in einem Getriebegehäuse 34 gelagert und an beiden Zahnstangenenden von Faltenbälgen 29 gegenüber äußeren Einflüssen geschützt. Das Getriebegehäuse 34 weist für den Servoantrieb 31 einen Gehäusebereich 33 auf, in dem die Ritzelwelle 32 gelagert ist.
Der Gehäusebereich 33 ist so ausgebildet, dass der Servoantrieb 31 über ein Schneckengetriebe mit der Ritzelwelle 32 in Verbindung stehen kann. In einem axialen Abstand von dem Gehäusebereich 33 ist das Lenkritzel 42 gelagert, das mit einem Anschlussbereich 43 aus dem Getriebegehäuse 34 herausgeführt ist. Der Anschlussbereich 43 dient zur Verbindung mit einer unteren Lenkwelle 3, wie in 6 dargestellt. Die Anbindung der Motorwelle des Servoantriebs 31 an die Schneckenwelle des Schneckengetriebes erfolgt dabei vorteilhafterweise über eine erfindungsgemäß ausgebildete Wellenkupplung 1.
8 zeigt den Lenksteller 30 des Doppelritzel-Lenkgetriebes 20 gemäß 7 isoliert in einer vergrößerten Darstellung. Dabei ist die Anbindung des Servoantriebs 31 an den Gehäusebereich 33, welcher das Schneckengetriebe umfasst, in 8 zu sehen. Aus dem Gehäusebereich 33 herausgeführt ist die Ritzelwelle 32 zur Einwirkung auf eine in 6 dargestellte Zahnstange 26.
9 zeigt dabei den Lenksteller 30 gemäß 8 in einer Schnittdarstellung. Dabei ist in 9 die Wellenkupplung 1 zu erkennen, mittels derer eine Drehmomentübertragung von der ersten Welle 2 des Servoantriebs 31 auf die zweite Welle 3 des Schneckengetriebes erfolgen kann. Die Wellenkupplung 1 umfasst dabei ein erstes drehfest mit der ersten Welle 2 verbundenes Kupplungselement 4, ein zweites drehfest mit der zweiten Welle 3 verbundenes Kupplungselement 5 und ein drittes Kupplungselement 6. Das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 können dabei insbesondere, wie unter Bezugnahme auf 2 bis 4 erläutert, ausgebildet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 jeweils sich in Radialrichtung nach außen erstreckende Anformungen aufweisen und dass das dritte Kupplungselement 6 sich in Radialrichtung nach innen erstreckende Anformungen aufweist, wobei die Anformungen des ersten Kupplungselements 4 und die Anformungen des dritten Kupplungselements 6 sowie die Anformungen des zweiten Kupplungselements 5 und die Anformungen des dritten Kupplungselements 6 jeweils dazu ausgebildet sind, zusammenzuwirken. Das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 weisen zudem jeweils sich in Axialrichtung erstreckende Vorsprünge und Aussparungen auf, wobei die Vorsprünge des ersten Kupplungselements 4 dazu ausgebildet sind, in die Aussparungen des zweiten Kupplungselements 5 einzugreifen und wobei die Vorsprünge des zweiten Kupplungselements 5 dazu ausgebildet sind, in die Aussparungen des ersten Kupplungselements 4 einzugreifen. Das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 weisen zudem jeweils eine umlaufenden überstehende Umrandung 14, 15 auf, welche als Verliersicherung für das dritte Kupplungselement 6 dienen. Das zweite Kupplungselement 5 ist zudem durch ein stirnseitig in die Welle 3 des Schneckengetriebes eingebrachtes Befestigungsmittel 16, insbesondere eine Schraube, an der Welle 3 festgelegt.
10 zeigt eine Explosionszeichnung eines Lenkstellers 30 gemäß 8. Dabei sind der Gehäusebereich 33, Komponenten der Wellenkupplung 1 und der Servoantrieb 31 separat dargestellt. Die Wellenkupplung 1 umfasst dabei ein erstes Kupplungselement 4, ein zweites Kupplungselement 5 und ein drittes Kupplungselement 6, wobei das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 insbesondere, wie unter Bezugnahme auf 2 bis 4 erläutert, ausgebildet sind. Das erste Kupplungselement 4 wird dabei an der Motorwelle 2 angeordnet. Mittels eine Befestigungsmittels 16 wird das zweite Kupplungselement an der Schneckenwelle 3 angeordnet. Das dritte Kupplungselement 6 ist dazu ausgebildet, jeweils das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5 in Radialrichtung umschließend angeordnet zu werden. Die Wellenkupplung 1 überträgt dabei nicht nur im Normalbetrieb das Drehmoment, sondern durch die zusätzliche Ausbildung von Aussparungen, insbesondere Taschen, und die zusätzliche Ausbildung von Vorsprüngen, insbesondere Zapfen, an dem ersten Kupplungselement 4, welches insbesondere eine erste Kupplungshälfte bildet, und dem zweiten Kupplungselement 5, welches insbesondere ein zweite Kupplungshälfte bildet, auch in dem Fall, dass das die Kupplungshälften umschließende dritte Kupplungselement 6, welches insbesondere als Dämpfer, vorzugsweise als Dämpfungsriemen, ausgebildet ist, beschädigt ist, beispielsweise gerissen ist. Dabei verkeilen sich die Kupplungshälften, also das erste Kupplungselement 4 und das zweite Kupplungselement 5, ineinander und stellen eine sichere Verbindung dar.
In diesem Ausführungsbeispiel ist zudem vorgesehen, dass die Wellenkupplung 1 eine Hülse 50 und ein Abdeckelement 51 umfasst. Die Hülse 50 weist eine Geometrie auf, welche korrespondierend zu den sich nach innen erstreckenden Anformungen des dritten Kupplungselements 6 und zu den nach außen ragenden Anformungen des ersten Kupplungselements 4 und des zweiten Kupplungselements 5 ausgebildet ist. Die Hülse 50 wird dabei in diesem Ausführungsbeispiel in dem dritten Kupplungselement 6 angeordnet. Der Außenradius der Hülse 50 stimmt dabei im Wesentlichen mit dem Innenradius des dritten Kupplungselements 6 überein. Der Außenradius des dritten Kupplungselements 6 stimmt zudem im Wesentlichen mit dem Innenradius des Abdeckelements 51 derart überein, dass eine dichte, passgenaue Anordnung von dem Abdeckelement 51 auf dem dritten Kupplungselement 6 ermöglicht ist. Der Außenradius des Abdeckelements 51 stimmt zudem mit dem Innenradius des die Motorwelle 2 umgebenden Anbindungsbereichs 35 überein, sodass auch eine staub- und feuchtigkeitsgeschützte Anordnung des Abdeckelements 51 an dem Anbindungsbereich 35 ermöglicht ist.
11 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung 60, die an einer Lenkwelle 22 angebracht ist, welche um ihre Längsachse 100, die Lenkwellenachse, drehbar gelagert ist. Die Lenkwelle 22 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Innenwelle 61 auf, die drehmomentschlüssig und in Längsrichtung teleskopartig verstellbar in einer Außenwelle 62 angeordnet ist. An ihrem bezüglich der Fahrtrichtung hinteren Ende weist die Lenkwelle 22 einen Befestigungsabschnitt 63 zur Anbringung eines in 11 nicht dargestellten Lenkrads auf.
Ein elektrischer Hilfskraftantrieb 64 weist ein Getriebe 65 auf, bevorzugt ein Schneckengetriebe, dessen Ausgangsrad insbesondere drehfest mit der Lenkwelle 22 gekuppelt ist, insbesondere mit der Innenwelle 61. Eingangsseitig ist an dem Getriebe 65 eine Antriebseinheit 66 angebracht. Insbesondere ist die Antriebseinheit 66 ein Servomotor. Zur drehmomentschlüssigen Verbindung mit dem Getriebe 65 ist an der Rotorwelle der Antriebseinheit getriebeseitig eine erfindungsgemäß ausgebildete Wellenkupplung 1 angebracht. Die Wellenkupplung 1 kann dabei insbesondere, wie unter Bezugnahme auf 10 für den Lenksteller 30 erläutert, ausgebildet sein.
Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.
Bezugszeichenliste

1: Wellenkupplung
2: erste Welle
3: zweite Welle
4: erstes Kupplungselement
5: zweites Kupplungselement
6: drittes Kupplungselement
7: Vorsprung des ersten Kupplungselements (4)
71: Seitenfläche eines Vorsprungs (7)
8: Vorsprung des zweiten Kupplungselements (5)
81: Seitenfläche eines Vorsprungs (8)
9: Aussparung des ersten Kupplungselements (4)
91: Seitenfläche einer Aussparung (9)
10: Aussparung des zweiten Kupplungselements (5)
101: Seitenfläche einer Aussparung (10)
11: Anformungen des ersten Kupplungselements (4)
12: Anformungen des zweiten Kupplungselements (5)
15: Anformungen des dritten Kupplungselements (6)
14: überstehende Umrandung des ersten Kupplungselements (4)
15: überstehende Umrandung des zweiten Kupplungselements (5)
16: Befestigungsmittel
17: Passverzahnung
18: Bewegungsfreiraum
20: Doppelritzel-Lenkgetriebe
21: Lenkrad
22: Lenkwelle
23: Lenkwelle
24: Spurstange
25: Rad
26: Zahnstange
27: Zahnsegment
28: Zahnsegment
29: Faltenbalg
30: erster Lenksteller
31: Servoantrieb
32: Ritzelwelle
33: Gehäusebereich
34: Getriebegehäuse
35: Anbindungsbereich des Servoantriebs
40: zweiter Lenksteller
42: Lenkritzel
43: Anschlussbereich
50: Hülse
51: Abdeckelement
60: Hilfskraftlenkung
61: Innenwelle einer Lenkwelle (22)
62: Außenwelle einer Lenkwelle (22)
63: Befestigungsabschnitt zur Anbringung eines Lenkrads (21)
64: elektrischer Hilfskraftantrieb
65: Getriebe der Hilfskraftlenkung (60)
66: Antriebseinheit der Hilfskraftlenkung (60)
L: Längsachse der ersten Welle (2) und der zweiten Welle (3)
100: Längsachse der Lenkwelle (22)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012010869 A [0003]
JP 2016112955 A [0004]

Claims

Wellenkupplung (1) zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer ersten Welle (2) und einer zweiten Welle (3), umfassend ein erstes drehfest mit der ersten Welle (2) verbindbares Kupplungselement (4), ein zweites drehfest mit der zweiten Welle (3) verbindbares Kupplungselement (5) und ein drittes Kupplungselement (6), wobei mittels des dritten Kupplungselements (6) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement (4) und dem zweiten Kupplungselement (5) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (4) wenigstens einen sich in Axialrichtung erstreckenden Vorsprung (7) aufweist und das zweite Kupplungselement (5) wenigstens eine sich in Axialrichtung erstreckende Aussparung (10) aufweist, wobei der wenigstens eine Vorsprung (7) und die wenigstens eine Aussparung (10) ausgebildet sind, ineinanderzugreifen und bei einer Funktionsbeeinträchtigung des dritten Kupplungselements (6) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Kupplungselement (4) und dem zweiten Kupplungselement (5) herzustellen.
Wellenkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kupplungselement (5) wenigstens einen sich in Axialrichtung (L) erstreckenden Vorsprung (8) aufweist und das erste Kupplungselement (4) wenigstens eine sich in Axialrichtung (L) erstreckende Aussparung (9) aufweist, wobei der wenigstens eine Vorsprung (8) des zweiten Kupplungselements (5) dazu ausgebildet ist, in die Aussparung (9) des ersten Kupplungselements (4) einzugreifen.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aussparung (9, 10) größer dimensioniert ausgebildet ist, als der wenigstens eine Vorsprung (7, 8), sodass in Umfangsrichtung ein Bewegungsfreiraum (18) des ersten Kupplungselements (4) relativ zu dem zweiten Kupplungselement (5) gebildet ist.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (4) und das zweite Kupplungselement (5) baugleich ausgebildet sind.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Vorsprünge (7, 8) als der wenigstens eine Vorsprung und mehrere Aussparungen (9, 10) als die wenigstens eine Aussparung.
Wellenkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Kupplungselement (4) und bei dem zweiten Kupplungselement (5) die Vorsprünge (7, 8) und Aussparungen (9, 10) jeweils in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sind.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (4) und das zweite Kupplungselement (5) jeweils sich in Radialrichtung nach außen erstreckende Anformungen (11, 12) aufweisen, wobei das dritte Kupplungselement (6) sich in Radialrichtung nach innen erstreckende Anformungen (13) aufweist und wobei die Anformungen (11) des ersten Kupplungselements (4) und die Anformungen (13) des dritten Kupplungselements (6) sowie die Anformungen (12) des zweiten Kupplungselements (5) und die Anformungen (13) des dritten Kupplungselements (6) jeweils dazu ausgebildet sind, zusammenzuwirken.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anformungen (11) des ersten Kupplungselements (4) und die Anformungen (12) des zweiten Kupplungselements (5) jeweils in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sind und die Anformungen (13) des dritten Kupplungselements (6) korrespondierend zu den Anformungen (11) des ersten Kupplungselements (4) und den Anformungen (12) des zweiten Kupplungselements (5) in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sind.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anformungen (11) des ersten Kupplungselements (4) und die Anformungen (13) des dritten Kupplungselements (6) sowie die Anformungen (12) des zweiten Kupplungselements (5) und die Anformungen (13) des dritten Kupplungselements (6) jeweils zueinander komplementäre Formschlusselemente sind.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Kupplungselement (6) jeweils das erste Kupplungselement (4) und das zweite Kupplungselement (5) in Radialrichtung umschließend angeordnet ist.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (4) und das zweite Kupplungselement (5) jeweils einen Sinterwerkstoff umfassen und/oder dass das dritte Kupplungselement (6) einen Kunststoff oder einen faserverstärkten Kunststoff umfasst.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (4) und/oder das zweite Kupplungselement (5) eine Passverzahnung (17) zur drehfesten Verbindung mit der entsprechenden Welle (2, 3) aufweist.
Wellenkupplung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (4) und/oder das zweite Kupplungselement (5) dazu ausgebildet ist, durch ein stirnseitig in die entsprechende Welle (2, 3) einbringbares Befestigungsmittel (16) an die entsprechende Welle (2, 3) festgelegt zu werden.
Doppelritzel-Lenkgetriebe (20) mit einer Wellenkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Elektromechanische Hilfskraftlenkung (60) umfassend einen Elektromotor mit einer ersten Welle (2), umfassend ein Schneckengetriebe mit einer zweiten Welle (5) und umfassend eine Wellenkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die mit der ersten Welle (2) und der zweiten Welle (3) zur Übertragung eines Drehmoments verbunden ist.