DE19712302A1

DE19712302A1 - Flexible coupling component for non-rotatively connecting driving part with driven part for e.g. clutch

Info

Publication number: DE19712302A1
Application number: DE1997112302
Authority: DE
Inventors: Robert Mayr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: DE19712302C2

Abstract

The component comprises a fibre compound material with one or more groups of fibre layers, and is disc-shaped. The coupling component has six, radially extending tabs (2) equally distributed around the periphery, in which fixture eyelets (4-9) are provided for coupling the driving and driven parts. Each fibre layer group comprises several fibre layers, the fibres of which are arranged in an angle of 0 deg , +60 and -60 deg with a tolerance range of plus or minus 10 deg . The fibre alignment relative to the fixture eyelets is such that the connecting straight lines from one fixture eyelet to the next but one in the 0 deg , plus 60 deg and minus 60 deg direction are in a tolerance range of plus or minus 10 deg .

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Kupplungselement zum drehfesten Verbinden eines treibenden Teils mit einem angetriebenen Teil gemäß den Oberbegriffen der Patent ansprüche 1 und 5.The invention relates to a flexible coupling element for non-rotatably connecting a driving part with a driven part according to the preambles of the patent claims 1 and 5.

Derartige scheibenartig ausgebildete Kupplungselemente werden vor allem dort eingesetzt, wo eine Drehverbindung zwischen zwei in einem geringen Winkel zueinander angeord neten rotierenden Teilen geschaffen werden soll. Die radi al nach außen vorstehenden Laschen, an denen die rotieren den Teile befestigt sind, ermöglichen hierbei eine leichte Verwindung des Kupplungselements quer zu dessen Haupt ebene, um den Fluchtungsfehler der Teile auszugleichen.Such disc-like coupling elements are mainly used where there is a slewing ring arranged between two at a small angle to each other neten rotating parts to be created. The radi al outwardly projecting tabs on which the rotate the parts are attached, allow easy Twist of the coupling element transverse to its main level to compensate for the misalignment of the parts.

Es sind Kupplungen aus Stahl bekannt, welche Fluchtungs-Fehler bis maximal 1° erlauben. Nachteilig ist hierbei, daß sie insbesondere für größere Drehmomente relativ groß dimensioniert werden müssen und ein hohes Gewicht auf weisen. Steel couplings are known which misalignment allow up to a maximum of 1 °. The disadvantage here is that they are relatively large, especially for larger torques must be dimensioned and heavy weight point.

Weiterhin sind bereits Kupplungselemente aus einem Fa serverbundwerkstoff mit isotroper Faserausrichtung be kannt, welche bei Fluchtungsfehlern der zu verbindenden Teile bis zu 3° eingesetzt werden können. Problematisch ist hierbei, daß diese bekannten Faserverbundkupplungen nicht in der Lage sind, bei relativ kleinen Baugrößen große Drehmomente zu übertragen. Außerdem nimmt das über tragbare Drehmoment bei stärker werdendem Fluchtungsfehler zwischen den beiden zu verbindenden Teilen stark ab.Furthermore, coupling elements from a company Server composite with isotropic fiber orientation knows which ones to be connected in the event of misalignment Parts up to 3 ° can be used. Problematic is here that these known fiber composite couplings are not able to with relatively small sizes to transmit large torques. It also takes over portable torque with increasing misalignment between the two parts to be connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5 zu schaffen, die bei kleinen Abmessungen und geringem Gewicht relativ große Drehmomente übertragen kann, und zwar insbesondere auch dann, wenn die zu verbindenden Teile größere Fluch tungsfehler aufweisen.The invention has for its object a clutch to create according to the preambles of claims 1 and 5, relative to small dimensions and light weight can transmit large torques, in particular even if the parts to be connected are greater curse display errors.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by the features of Claims 1 and 5 solved. Advantageous embodiments the invention are described in the further claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Kupplungselement gemäß Anspruch 1 besteht jede Faserschichtgruppe aus mehreren Faser schichten, deren Fasern in einem Winkel von 0°, +60° und -60° mit einem Toleranzbereich von ± 10° angeordnet sind. Weiterhin ist die Faserausrichtung relativ zu den Befesti gungsaugen derart, daß die Verbindungsgeraden von einem Befestigungsauge zu dem in Umfangsrichtung jeweils über nächsten Befestigungsauge in der 0°-, +60°- und -60°-Rich tung mit einem Toleranzbereich von ± 10° liegen.In the coupling element according to the invention according to claim 1, each fiber layer group consists of several fibers layers whose fibers are at an angle of 0 °, + 60 ° and -60 ° with a tolerance range of ± 10 °. Furthermore, the fiber orientation is relative to the fasteners eyes so that the connecting straight lines from one Fastening eye to each in the circumferential direction next mounting eye in the 0 °, + 60 ° and -60 ° direction tion with a tolerance range of ± 10 °.

Beim erfindungsgemäßen Kupplungselement wird die Faseraus richtung somit gezielt so gewählt, daß zumindest im we sentlichen keine Faser von den Befestigungsaugen radial nach innen zum Drehmittelpunkt des Kupplungselements ver läuft. Vielmehr verlaufen die Fasern ausschließlich von einem Befestigungsauge zum jeweils übernächsten Befesti gungsauge, so daß die einzelnen Fasern bei mehreren Schichten eine Art Fachwerkstruktur bilden. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung, die eine relativ leichte Ver biegung der Laschen quer zur Kupplungselementhauptebene und gleichzeitig eine hohe Drehmomentübertragung in Dreh richtung durch direkte Krafteinleitung in Längsrichtung der Fasern ermöglicht.In the coupling element according to the invention, the fiber is out direction chosen specifically so that at least in the we substantial no fiber from the attachment eyes radially ver inwards to the center of rotation of the coupling element running. Rather, the fibers run exclusively from a fastening eye for the next but one fastening supply eye, so that the individual fibers at several Layers form a kind of truss structure. Hereby there is an arrangement that is a relatively easy Ver bending of the tabs transversely to the main coupling element level and at the same time high torque transmission in rotation direction by direct force transmission in the longitudinal direction of fibers.

Das erfindungsgemäße Kupplungselement kann aufgrund der speziellen Faserrichtungswahl somit auch bei größeren Fluchtungsfehlern von beispielsweise 3° eingesetzt werden, wobei auch bei derartigen Fluchtungsfehlern noch wesent lich größere Drehmomente übertragen werden können, als dies bei bekannten Kupplungselementen derselben Baugröße möglich ist. Für vorgegebene Drehmomente können das Ge wicht und die Baugröße wesentlich verringert und die Le bensdauer des Kupplungselements bedeutend erhöht werden.The coupling element according to the invention can due to special choice of fiber direction, even for larger ones Misalignments of, for example, 3 ° are used, even with such misalignments still essential Lich higher torques can be transmitted than this with known coupling elements of the same size is possible. For given torques, the Ge important and the size significantly reduced and the Le life of the coupling element can be increased significantly.

Obwohl gewisse Toleranzen im Bereich von ± 10° möglich sind, ist es bevorzugt, wenn sowohl die Fasern als auch die von einem Befestigungsauge zum jeweils übernächsten Befestigungsauge gehenden Verbindungsgeraden genau in der 0°-, +60°- und -60°-Richtung liegen.Although certain tolerances in the range of ± 10 ° are possible , it is preferred if both the fibers and from one attachment eye to the next but one Fastening eye going straight line in the 0 °, + 60 ° and -60 ° direction.

Vorteilhafterweise besteht jede Faserschichtgruppe aus zwei Untergruppen mit je drei Faserschichten, die zuein ander spiegelsymmetrisch angeordnete Faserrichtungen auf weisen. Beispielsweise kann das Kupplungselement aus einer oder mehreren Faserschichtgruppen mit jeweils 6 Faser schichten bestehen, deren Faserrichtungen in der Reihen folge 0°, +60°, -60°, -60°, +60°, 0° angeordnet sind. Each fiber layer group advantageously consists of two sub-groups, each with three fiber layers that go together other mirror-symmetrically arranged fiber directions point. For example, the coupling element from a or several fiber layer groups with 6 fibers each layers exist, their fiber directions in the rows follow 0 °, + 60 °, -60 °, -60 °, + 60 °, 0 °.

Durch die spiegelsymmetrisch angeordneten Faserrichtungen der ersten Untergruppe (0°, +60°, -60°) und der zweiten Untergruppe (-60°, +60°, 0°) wird vermieden, daß sich das Kupplungselement durch Eigenspannungen verzieht.Due to the mirror-symmetrical fiber directions the first subgroup (0 °, + 60 °, -60 °) and the second Subgroup (-60 °, + 60 °, 0 °) is avoided that the Coupling element warped due to internal stresses.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Kupp lungselement in den von den Verbindungsgeraden einge schlossenen Dreiecksflächen Aussparungen auf, die das Gesamtgewicht des Kupplungselements und dessen träge Masse verringern. Dies ist deshalb möglich, da der wesentliche Kraftfluß insbesondere im Bereich längs der Verbindungs geraden auftritt, während in den von den Verbindungs geraden eingeschlossenen Dreiecksbereichen nur vernachläs sigbare Kräfte einwirken.According to an advantageous embodiment, the dome lungselement in the connecting straight lines opened triangular surfaces cutouts that the Total weight of the coupling element and its inertial mass reduce. This is possible because the essential Power flow especially in the area along the connection straight occurs while in the of the connection straight enclosed triangle areas only neglected actable forces.

Bei dem erfindungsgemäßen Kupplungselement gemäß Anspruch 5 besteht jede Faserschichtgruppe aus mehreren Faser schichten, deren Fasern in einem Winkel von +45° und -45° mit einem Toleranzbereich von ± 15° bezüglich einer durch diagonal gegenüberliegende Befestigungsaugen gehenden Verbindungsgeraden angeordnet sind.In the coupling element according to the invention according to claim 5, each fiber layer group consists of several fibers layers whose fibers are at an angle of + 45 ° and -45 ° with a tolerance range of ± 15 ° with respect to a through diagonally opposite fastening eyes Straight lines are arranged.

Auch bei dieser Ausführungsform verläuft somit in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 1 zu mindest im wesentlichen keine Faser von einem Befestigungsauge zum Mittelpunkt des Kupplungselementes, wodurch dieselben Vorteile wie bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 1 erreicht werden.In this embodiment, too, the process is the same Way as in the embodiment according to claim 1 at least essentially no fiber from one Attachment eye to the center of the coupling element, giving the same advantages as the embodiment can be achieved according to claim 1.

Bei einem derartigen vierlappigen Kupplungselement ist es vorteilhaft, wenn jede Faserschichtgruppe aus zwei Unter gruppen mit je zwei Faserschichten besteht, die zueinander spiegelsymmetrisch angeordnete Faserrichtungen aufweisen. Durch diese Spiegelsymmetrie wird wiederum ein unerwünsch tes Verziehen des Kupplungselementes vermieden.With such a four-lobed coupling element it is advantageous if each fiber layer group consists of two sub groups with two fiber layers each, which are mutually Have fiber directions arranged in mirror symmetry. This mirror symmetry in turn makes it undesirable warping of the coupling element avoided.

Vorteilhafterweise sind die Befestigungsaugen mit Metall buchsen ausgekleidet, an deren Enden Anlagescheiben größe ren Durchmessers vorgesehen sind, welche von verschiedenen Seiten an das Kupplungselement zur Anlage bringbar sind. Vorteilhafterweise bestehen diese Metallbuchsen aus Hülsen mit Gegenscheibe oder Gewindehülsen, an denen eine Ring mutter aufschraubbar ist.The fastening eyes are advantageously made of metal bushings lined, at the ends of washers size ren diameter are provided, which of different Sides of the coupling element can be brought into contact. These metal bushings advantageously consist of sleeves with counter disc or threaded sleeves on which a ring nut can be screwed on.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Laschen durch Umfangsaussparungen voneinander getrennt, die eine bogenförmig zum Kupplungselementmittelpunkt hin gekrümmte Außenkontur haben. Die bogenförmige Außenkontur vermeidet Spannungsspitzen im Bereich der Umfangsaussparungen. Wei terhin kann durch die Tiefe und Breite der Umfangsaus sparungen das Verhältnis der Biegeweichheit der Laschen zur Drehmomentfestigkeit in Umfangsrichtung bestimmt wer den.According to an advantageous embodiment, the tabs are separated from one another by circumferential recesses curved towards the center of the coupling element Have an outer contour. The arcuate outer contour avoids Stress peaks in the area of the circumferential recesses. Wei Furthermore, the depth and width of the circumference savings the ratio of the flexural softness of the tabs for torque resistance in the circumferential direction who determined the.

Vorteilhafterweise besteht das Kupplungselement aus mit Carbonfasern verstärkten Kunststoffen (GFK) . Es ist jedoch auch möglich, glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) oder eine Kombination von CFK und GFK zu verwenden. Vorteilhaf terweise werden sogenannte Prepreg-Schichten mit unidirek tional ausgerichteten Fasern verwendet.The coupling element advantageously consists of Carbon fiber reinforced plastics (GRP). However, it is also possible, glass fiber reinforced plastics (GRP) or to use a combination of CFK and GFK. Advantageous So-called prepreg layers with unidirek tionally oriented fibers used.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielshaft näher erläutert. In diesen zeigen:The invention is described below with reference to the drawings exemplified in more detail. In these show:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfin dungsgemäßen Kupplungselements, Fig. 1 is a perspective view of the coupling element OF INVENTION to the invention,

Fig. 2 das Kupplungselement von Fig. 1, wobei die Faserrichtungen der verschiedenen La gen verdeutlicht sind, Fig. 2, the coupling element of Fig. 1, wherein the fiber directions of the various La are illustrated gen,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Lasche im Bereich eines Befestigungsauges, Fig. 3 shows a cross section through a flap in the area of an attachment eye,

Fig. 4 drei übereinanderliegende Faserschichten zur Verdeutlichung der Faserrichtungen beim erfindungsgemäßen Kupplungselement, Fig. 4 shows three superimposed fiber layers to illustrate the fiber directions of the inventive coupling element,

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die Fa serschichten von Fig. 4 zur Verdeutli chung der Winkelangaben, und Fig. 5 is a schematic plan view of the fiber layers of Fig. 4 to illustrate the angular indications, and

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Faser ausrichtung bei einer alternativen Aus führungsform des erfindungsgemäßen Kupp lungselementes mit vier Laschen. Fig. 6 is a schematic representation of the fiber alignment in an alternative embodiment of the coupling element according to the invention with four tabs.

Aus Fig. 1 ist ein Kupplungselement 1 ersichtlich, das die Form einer ebenen, dünnen Scheibe hat und sechs radial nach außen vorstehende Laschen oder Lappen 2 aufweist. Das Kupplungselement 1 ist um eine quer zu ihrer Hauptebene verlaufende Mittelachse 3 drehbar.From Fig. 1, a coupling element 1 can be seen, which has the shape of a flat, thin disc and has six radially outwardly projecting tabs or tabs 2 . The coupling element 1 is rotatable about a central axis 3 running transversely to its main plane.

Die sechs Laschen 2 sind regelmäßig über den Umfang des Kupplungselements 1 angeordnet und weisen in ihrem radial nach außen überstehenden Bereich jeweils ein Befestigungs auge 4, 5, 6, 7, 8, 9 in der Form einer durchgehenden Bohrung auf. Die Befestigungsaugen 4-9 liegen auf dem selben Umfangskreis um die Mittelachse 3 sowie in Umfangs richtung mittig in der zugeordneten Lasche 2. Drei der Befestigungsaugen, beispielsweise die Befestigungsaugen 4, 6, 8 dienen zur Befestigung eines nicht dargestellten, rotierenden treibenden Teils, während die übrigen Befesti gungsaugen, beispielsweise die Befestigungsaugen 5, 7, 9, zur Befestigung eines nicht dargestellten, rotierenden angetriebenen Teils dienen, das auf der gegenüberliegenden Seite des Kupplungselements 1 angeordnet ist. Die Befesti gung des treibenden und angetriebenen Teils erfolgt mit tels Bolzen oder Schrauben, welche durch die Befestigungs augen 4-9 hindurchgeführt werden.The six tabs 2 are arranged regularly over the circumference of the coupling element 1 and each have a fastening eye 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 in the form of a continuous bore in their radially outwardly projecting area. The fastening eyes 4-9 lie on the same circumferential circle about the central axis 3 and in the circumferential direction in the center of the associated tab 2 . Three of the fastening eyes, for example the fastening eyes 4 , 6 , 8 are used for fastening a rotating driving part, not shown, while the other fastening eyes, for example the fastening eyes 5 , 7 , 9 , serve for fastening a rotating driven part, not shown, that is arranged on the opposite side of the coupling element 1 . The attachment of the driving and driven part is carried out by means of bolts or screws which are passed through the attachment eyes 4-9 .

Da die Laschen 2 radial nach außen vorstehende Abschnitte darstellen und das Material des Kupplungselements 1 aus einem in Querrichtung zur Kupplungselementhauptebene in gewissem Maß flexiblen Faserverbundwerkstoff aus mit Car bonfasern verstärktem Kunststoff (CFK) besteht, können die Laschen 2 bis zu einem gewissen Grad quer zur Kupplungs elementhauptebene abgebogen werden. Hierdurch ist es mög lich, auch ein treibendes und angetriebenes Teil mitein ander zu koppeln, deren Achsen in einem gewissen Winkel von beispielsweise 0°-3° zueinander angeordnet sind.Since the tabs 2 represent radially outwardly projecting sections and the material of the coupling element 1 consists of a to a certain extent flexible fiber composite material made of car bon fiber reinforced plastic (CFRP) in the transverse direction to the coupling element main plane, the tabs 2 can to a certain extent transversely to the coupling element main plane are bent. This makes it possible to also couple a driving and driven part with each other, the axes of which are arranged at a certain angle of, for example, 0 ° -3 ° to one another.

Zwischen den Laschen 2 sind äußere Umfangsaussparungen oder Einbuchtungen 10 vorgesehen, so daß die konvex ge krümmten Außenkonturen im Bereich der Laschen 2 durch konkav gekrümmte Abschnitte verbunden werden. Die Tiefe und Breite der Umfangsaussparungen 10 bestimmt die Biege weichheit der Laschen 2 quer zur Kupplungselementhaupt ebene und die Drehfestigkeit in Umfangsrichtung.Between the tabs 2 outer circumferential recesses or indentations 10 are provided so that the convexly curved outer contours in the area of the tabs 2 are connected by concavely curved sections. The depth and width of the circumferential recesses 10 determines the bending softness of the tabs 2 across the coupling element main plane and the torsional strength in the circumferential direction.

Das Kupplungselement 1 weist ferner sechs Aussparungen 11 auf, die lediglich zur Gewichtsreduzierung dienen und auf einem Kreis um die Mittelachse 3 herum liegen, der einen geringeren Durchmesser als derjenige Kreis hat, auf dem die Befestigungsaugen 4-9 liegen. Der Mittelpunkt einer jeden Aussparung 11 liegt auf einer Verbindungslinie zwi schen jeweils einem Befestigungsauge 4-9 und dem Mittel punkt des Kupplungselements 1.The coupling element 1 also has six recesses 11 , which only serve to reduce weight and lie on a circle around the central axis 3 , which has a smaller diameter than the circle on which the fastening eyes 4-9 lie. The center of each recess 11 lies on a connecting line between each one fastening eye 4-9 and the center point of the coupling element 1st

Zur weiteren Gewichtsreduzierung weist das Kupplungsele ment 1 eine Mittenaussparung 12 auf, die im dargestellten Beispiel eine sechseckige Form mit abgerundeten Ecken bereichen hat. Die geraden Randbereiche der Mittenaus sparung 12 liegen den Laschen 2 gegenüber, während die Ecken der tiefsten Stelle der Umfangsaussparungen 10 ge genüberliegen.To further reduce weight, the Kuppele element 1 has a central recess 12 , which has a hexagonal shape with rounded corners in the example shown. The straight edge areas of Mittenaus savings 12 lie opposite the tabs 2 , while the corners of the deepest point of the circumferential recesses 10 are opposite.

Das Kupplungselement 1 besteht aus einer oder mehreren Faserschichtgruppen, wobei jede Faserschichtgruppe aus insgesamt sechs Faserschichten besteht, die längs der Mittelachse 3 hintereinander und aufeinander angeordnet sind. Drei dieser Faserschichten 13, 14, 15 sind in Fig. 4 dargestellt. Jede Faserschicht 13, 14, 15 besteht aus sogenannten Prepregs, d. h. harzimprägnierten Platten mit zugfesten Fasern, insbesondere Carbonfasern, wobei die Fasern einer jeden Faserschicht 13, 14, 15 unidirektional ausgebildet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jede Faserschicht 13, 14, 15 zwei übereinanderlie gende Faserlagen auf.The coupling element 1 consists of one or more fiber layer groups, each fiber layer group consisting of a total of six fiber layers, which are arranged one behind the other and along the central axis 3 . Three of these fiber layers 13 , 14 , 15 are shown in FIG. 4. Each fiber layer 13 , 14 , 15 consists of so-called prepregs, ie resin-impregnated plates with tensile fibers, in particular carbon fibers, the fibers of each fiber layer 13 , 14 , 15 being unidirectional. In the illustrated embodiment, each fiber layer 13 , 14 , 15 has two superimposed fiber layers.

Anstelle von Prepregs ist es möglich, auch genähte Troc kengelege zu verwenden, bei denen die unidirektionalen Fasern mittel eines Kunststoffadens zusammengehalten sind und erst nachträglich in Harz eingebettet werden.Instead of prepregs, it is also possible to sew sewn troc to use scrims where the unidirectional Fibers are held together by means of a plastic thread and only be embedded in resin afterwards.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, erstrecken sich die unidirektionalen Fasern der zweiten Faserschicht 14, welche sich unterhalb der obersten Faserschicht 13 befin det, in einem Winkel von -60° relativ zur Richtung der unidirektionalen Fasern der obersten Faserschicht 13, wenn deren Richtung mit 0° definiert wird. Die unidirektionalen Fasern der dritten Faserschicht 15 erstrecken sich in einem Winkel von +60° relativ zur obersten Faserschicht 13. Diese drei Faserschichten 13, 14, 15 bilden jedoch nur die Hälfte der insgesamt aus sechs Faserschichten beste henden Faserschichtgruppe, aus der das Kupplungselement 1 aufgebaut ist. Die zweite, nicht dargestellte Hälfte einer derartigen Faserschichtgruppe besteht wiederum aus drei Faserschichten 15, 14, 13, welche im gleichen Winkel wie die Faserschichten 13, 14, 15 ausgerichtet, jedoch in spiegelsymmetrischer Reihenfolge zu diesen angeordnet sind. Eine vollständige Faserschichtgruppe besteht somit aus sechs Faserschichten 13, 14, 15, die nacheinander folgende Faserrichtungen haben: 0°, -60°, +60°, +60°,-60°, 0°. Die spiegelsymmetrische Anordnung der zwei aus den drei Faserschichten 13, 14, 15 bestehenden Untergruppen verhindert ein unerwünschtes Verziehen des gesamten Fa serverbundes.As can be seen from FIGS. 4 and 5, the unidirectional fibers of the second fiber layer 14 , which are located below the uppermost fiber layer 13, extend at an angle of -60 ° relative to the direction of the unidirectional fibers of the uppermost fiber layer 13 , if their Direction is defined with 0 °. The unidirectional fibers of the third fiber layer 15 extend at an angle of + 60 ° relative to the uppermost fiber layer 13 . However, these three fiber layers 13 , 14 , 15 form only half of the fiber layer group consisting of six fiber layers, from which the coupling element 1 is constructed. The second, not shown, half of such a fiber layer group in turn consists of three fiber layers 15 , 14 , 13 , which are oriented at the same angle as the fiber layers 13 , 14 , 15 , but are arranged in a mirror-symmetrical order to them. A complete fiber layer group thus consists of six fiber layers 13 , 14 , 15 , which have the following fiber directions in succession: 0 °, -60 °, + 60 °, + 60 °, -60 °, 0 °. The mirror-symmetrical arrangement of the two subgroups consisting of the three fiber layers 13 , 14 , 15 prevents undesired warping of the entire fiber composite.

Wie bereits erwähnt, kann das Kupplungselement 1 auch aus einer Mehrzahl derartiger, jeweils aus sechs Faserschich ten 13, 14, 15 bestehender Faserschichtgruppen aufgebaut sein.As already mentioned, the coupling element 1 can also be constructed from a plurality of such fiber layer groups, each consisting of six fiber layers 13 , 14 , 15 .

Es ist ohne weiteres möglich, die einzelnen Faserschichten 13, 14, 15 auch in der Reihenfolge 0°, +60°, -60°, -60°, +60°, 0° anzuordnen.It is easily possible to arrange the individual fiber layers 13 , 14 , 15 in the order 0 °, + 60 °, -60 °, -60 °, + 60 °, 0 °.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird das Kupplungselement 1 derart aus der fertigen Faserverbundplatte hergestellt, daß die Verbindungsgeraden zwischen einem Befestigungsauge und dem jeweils übernächsten Befestigungsauge ausschließ lich in der 0°-, +60°- oder -60°-Richtung liegen. Die Verbindungsgeraden sind in Fig. 2 mit dicken Linien ein gezeichnet. Beispielsweise fluchten die Verbindungsgeraden zwischen den Befestigungsaugen 4 und 6 sowie zwischen den Befestigungsaugen 7 und 9 mit den Fasern der ersten und sechsten O°-Faserschicht 13. Die Verbindungsgeraden zwi schen den Befestigungsaugen 5 und 7 sowie zwischen den Befestigungsaugen 4 und 8 fluchten mit den Fasern der zweiten und fünften -60°-Faserschicht 14. Die Verbindungs geraden zwischen den Befestigungsaugen 6 und 8 und zwi schen den Befestigungsaugen 5 und 9 fluchten mit den Fa sern der dritten und vierten +60°-Faserschicht 15. Alle Fasern der einzelnen Faserschichten 13, 14, 15 erstrecken sich somit ausschließlich von einem Befestigungsauge zum jeweils übernächsten Befestigungsauge, während keine Faser von den Befestigungsaugen 4-9 zum Mittelpunkt des Kupp lungselements 1 hin verläuft. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ergeben die Fasern somit einen fachwerkartig aufgebauten Faserverbund, bei dem die dem Antrieb dienenden Befesti gungsaugen und die dem Abtrieb dienenden Befestigungsaugen jeweils ein gleichseitiges Dreieck bilden, dessen Seiten mit den jeweiligen Faserrichtungen der Faserschichten 13, 14, 15 zusammenfallen.As can be seen from Fig. 2, the coupling element 1 is made from the finished fiber composite panel in such a way that the connecting straight lines between a fastening eye and the next-but-one fastening eye lie exclusively in the 0 °, + 60 ° or -60 ° direction. The connecting straight lines are drawn in Fig. 2 with thick lines. For example, the connecting straight lines between the fastening eyes 4 and 6 and between the fastening eyes 7 and 9 are aligned with the fibers of the first and sixth 0 ° fiber layers 13 . The connecting straight lines between the fastening eyes 5 and 7 and between the fastening eyes 4 and 8 are aligned with the fibers of the second and fifth -60 ° fiber layer 14 . The connection straight between the fastening eyes 6 and 8 and between the fastening eyes 5 and 9 are aligned with the fibers of the third and fourth + 60 ° fiber layer 15 . All fibers of the individual fiber layers 13 , 14 , 15 thus extend exclusively from one fastening eye to the next but one fastening eye, while no fiber extends from the fastening eyes 4-9 to the center of the coupling element 1 . As can be seen from Fig. 2, the fibers thus result in a truss-like fiber composite, in which the fastening eyes serving for the drive and the fastening eyes serving for the output each form an equilateral triangle, the sides of which coincide with the respective fiber directions of the fiber layers 13 , 14 , 15 .

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Aussparungen 11 mittig in den von den Verbindungsgeraden eingeschlossenen Dreiecksflächen 16 angeordnet, die sich zwischen dem je weiligen Befestigungsauge 4-9 und der Mittenaussparung 12 befinden. Im Bereich der Aussparungen 11 werden nur relativ geringe Kräfte in Umfangsrichtung übertragen, so daß die Aussparungen 11 die Belastbarkeit des Kupplungs elements 1 in Umfangsrichtung nicht nennenswert beein trächtigen.As can be seen from FIG. 2, the recesses 11 are arranged centrally in the triangular surfaces 16 enclosed by the connecting straight lines, which are located between the respective fastening eye 4-9 and the central recess 12 . In the area of the recesses 11 , only relatively small forces are transmitted in the circumferential direction, so that the recesses 11 do not significantly impair the load capacity of the coupling element 1 in the circumferential direction.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, können die Befestigungsaugen 4-9 mit hindurchgehenden Metallbuchsen 17 ausgekleidet sein, welche an einem Ende eine Anlagescheibe 18 in der Form eines verbreiterten Kopfes und am gegenüberliegenden Ende eine Anlagescheibe 19 aufweist, die beispielsweise auf ein Außengewinde der Metallbuchse 17 von der gegen überliegenden Seite des Kupplungselements 1 her auf schraubbar ist. Die Anlagescheiben 18, 19 liegen somit von gegenüberliegenden Seiten an der Faserverbundplatte an und halten die Metallbuchsen 17 auf zuverlässige Weise in den Befestigungsaugen 4-9. Im Gegensatz zu eingepreßten Buchsen bietet diese Ausführungsform den Vorteil, daß keine unerwünscht hohen, radial nach außen wirkenden Kräf te auf die Befestigungsaugen 4-9 ausgeübt werden.As can be seen from FIG. 3, the fastening eyes 4-9 can be lined with metal bushings 17 which pass through them and which have an abutment washer 18 in the form of a widened head at one end and an abutment washer 19 at the opposite end, for example on an external thread of the metal bushing 17 can be screwed on from the opposite side of the coupling element 1 . The contact washers 18 , 19 thus rest against the fiber composite panel from opposite sides and hold the metal bushings 17 in the fastening eyes 4-9 in a reliable manner. In contrast to pressed bushings, this embodiment offers the advantage that no undesirably high, radially outwardly acting forces are exerted on the fastening eyes 4-9 .

Fig. 6 zeigt schematisch die Faserausrichtung bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kupp lungselementes mit vier Laschen. Die Verbindungsgeraden, welche ein Befestigungsauge mit dem jeweils nächsten Befe stigungsauge verbinden, ergeben zusammen ein Quadrat. Fig. 6 shows schematically the fiber alignment in an alternative embodiment of the coupling element according to the invention with four tabs. The connecting straight lines, which connect a mounting eye to the next mounting eye, together form a square.

Dieses Kupplungselement 22 besteht aus einer oder mehreren Faserschichtgruppen, wobei jede Faserschichtgruppe aus insgesamt vier Faserschichten besteht, die aufeinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Zwei dieser Fa serschichten 20, 21 sind in Fig. 6 dargestellt. Die Fa serschichten 20, 21 bestehen aus demselben Material wie die Faserschichten 13, 14, 15 der ersten Ausführungsform.This coupling element 22 consists of one or more fiber layer groups, each fiber layer group consisting of a total of four fiber layers which are arranged on one another and connected to one another. Two of these fiber layers 20 , 21 are shown in FIG. 6. The fiber layers 20 , 21 consist of the same material as the fiber layers 13 , 14 , 15 of the first embodiment.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, erstrecken sich die unidirek tionalen Fasern der obersten Faserschicht 20 in einem Winkel von +45° relativ zu einer Verbindungsgeraden, wel che ein Befestigungsauge 4 mit dem diagonal gegenüberlie genden, d. h. übernächsten Befestigungsauge 6 verbindet. Die Richtung dieser Verbindungsgeraden wird somit als 0°-Richtung definiert. Die unidirektionalen Fasern der zwei ten Faserschicht 21, welche sich unterhalb der Faser schicht 20 befindet, verlaufen in einem Winkel von -45° zu dieser Verbindungsgeraden. Diese zwei Faserschichten 20, 21 bilden jedoch nur die Hälfte der insgesamt aus vier Faserschichten bestehenden Faserschichtgruppe, aus der das Kupplungselement 22 aufgebaut ist. Die zweite, nicht dar gestellte Hälfte einer Faserschichtgruppe besteht wiederum aus zwei Faserschichten 21, 20, welche im gleichen Winkel wie die Faserschichten 20, 21 ausgerichtet, jedoch in spiegelsymmetrischer Reihenfolge zu diesen angeordnet sind. Eine vollständige Faserschichtgruppe besteht somit aus vier Faserschichten 20, 21, die nacheinander folgende Faserrichtungen haben: +45°, -45°, -45°, +45°.As can be seen from FIG. 6, the unidirectional fibers of the uppermost fiber layer 20 extend at an angle of + 45 ° relative to a connecting straight line which connects a fastening eye 4 with the diagonally opposite one, ie the next-but-one fastening eye 6 . The direction of this connecting line is thus defined as the 0 ° direction. The unidirectional fibers of the two-th fiber layer 21 , which is located below the fiber layer 20 , run at an angle of -45 ° to this connecting straight line. However, these two fiber layers 20 , 21 form only half of the fiber layer group consisting of a total of four fiber layers, from which the coupling element 22 is constructed. The second, not shown, half of a fiber layer group in turn consists of two fiber layers 21 , 20 , which are aligned at the same angle as the fiber layers 20 , 21 , but are arranged in mirror-symmetrical order to them. A complete fiber layer group thus consists of four fiber layers 20 , 21 , which have the following fiber directions in succession: + 45 °, -45 °, -45 °, + 45 °.

Das Kupplungselement 22 kann wiederum aus einer Mehrzahl derartiger, jeweils aus vier Faserschichten 20, 21 beste henden Faserschichtgruppen aufgebaut sein.The coupling element 22 can in turn be constructed from a plurality of such fiber layer groups, each consisting of four fiber layers 20 , 21 .

Claims

1. Flexibles Kupplungselement zum drehfesten Verbinden eines treibenden Teils mit einem angetriebenen Teil, be stehend aus einem Faserverbundwerkstoff, der eine oder mehrere Gruppen von Faserschichten (13, 14, 15) aufweist, wobei das Kupplungselement (1) scheibenartig ausgebildet ist und sechs radial vorstehende, über den Umfang gleich mäßig verteilte Laschen (2) aufweist, in denen Befesti gungsaugen (4-9) zur Ankopplung des treibenden und an getriebenen Teils vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Faserschichtgruppe aus mehreren Faserschichten (13, 14, 15) besteht, deren Fasern in einem Winkel von 0°, +60 und -60° mit einem Toleranzbereich von ± 10° angeordnet sind, und daß die Faserausrichtung relativ zu den Befesti gungsaugen (4-9) derart ist, daß die Verbindungsgeraden von einem Befestigungsauge zu dem in Umfangsrichtung je weils übernächsten Befestigungsauge in der 0°-, +60° und -60°-Richtung mit einem Toleranzbereich von ± 10° liegen.1. Flexible coupling element for the rotationally fixed connection of a driving part with a driven part, be standing made of a fiber composite material, which has one or more groups of fiber layers ( 13 , 14 , 15 ), the coupling element ( 1 ) being disc-like and six projecting radially , Evenly distributed over the circumference tabs ( 2 ), in which fastening eyes ( 4-9 ) are provided for coupling the driving and driven part, characterized in that each fiber layer group consists of several fiber layers ( 13 , 14 , 15 ) , whose fibers are arranged at an angle of 0 °, +60 and -60 ° with a tolerance range of ± 10 °, and that the fiber orientation relative to the fastening supply eyes ( 4-9 ) is such that the connecting straight lines from a fastening eye the fastening eye in the circumferential direction next to the next but one in the 0 °, + 60 ° and -60 ° direction with a tolerance range of ± 10 °.

2. Kupplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß jede Faserschichtgruppe aus zwei Untergruppen mit je drei Faserschichten (13, 14, 15) besteht, die zuein ander spiegelsymmetrisch angeordnete Faserrichtungen auf weisen. 2. Coupling element according to claim 1, characterized in that each fiber layer group consists of two subgroups, each with three fiber layers ( 13 , 14 , 15 ), which have mutually mirror-symmetrically arranged fiber directions.

3. Kupplungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Kupplungselement (1) in den von den Verbindungsgeraden eingeschlossenen Dreiecksflächen (16) Aussparungen (11) aufweist.3. Coupling element according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling element ( 1 ) in the triangular surfaces enclosed by the connecting straight lines ( 16 ) has recesses ( 11 ).

4. Kupplungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Aussparungen (11) mittig in den Dreiecks flächen (16) angeordnet sind.4. Coupling element according to claim 3, characterized in that the recesses ( 11 ) in the center of the triangular surfaces ( 16 ) are arranged.

5. Flexibles Kupplungselement zum drehfesten Verbinden eines treibenden Teils mit einem angetriebenen Teil, be stehend aus einem Faserverbundwerkstoff, der eine oder mehrere Gruppen von Faserschichten (20, 21) aufweist, wobei das Kupplungselement (1, 22) scheibenartig ausge bildet ist und vier radial vorstehende, über den Umfang gleichmäßig verteilte Laschen (2) aufweist, in denen Be festigungsaugen (4-7) zur Ankopplung des treibenden und angetriebenen Teils vorgesehen sind, dadurch gekennzeich net, daß jede Faserschichtgruppe aus mehreren Faserschich ten (20, 21) besteht, deren Fasern in einem Winkel von +45° und -45° mit einem Toleranzbereich von ± 15° bezüglich einer durch diagonal gegenüberliegende Befestigungsaugen gehenden Verbindungsgeraden angeordnet sind.5. Flexible coupling element for the rotationally fixed connection of a driving part with a driven part, be standing made of a fiber composite material that has one or more groups of fiber layers ( 20 , 21 ), the coupling element ( 1 , 22 ) being disc-like and four radial protruding, evenly distributed over the circumference tabs ( 2 ), in which loading eyes ( 4-7 ) are provided for coupling the driving and driven part, characterized in that each fiber layer group consists of several fiber layers ( 20 , 21 ), the fibers of which are arranged at an angle of + 45 ° and -45 ° with a tolerance range of ± 15 ° with respect to a connecting straight line passing through diagonally opposite fastening eyes.

6. Kupplungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß jede Faserschichtgruppe aus zwei Untergruppen mit je zwei Faserschichten (20, 21) besteht, die zueinander spiegelsymmetrisch angeordnete Faserrichtungen aufweisen.6. Coupling element according to claim 5, characterized in that each fiber layer group consists of two sub-groups, each with two fiber layers ( 20 , 21 ), which have mirror-symmetrically arranged fiber directions.

7. Kupplungselement nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß alle Befestigungsaugen (4-9) auf demselben Umfangskreis liegen und in Umfangs richtung regelmäßig beabstandet sind. 7. Coupling element according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that all fastening eyes ( 4-9 ) lie on the same circumferential circle and are regularly spaced in the circumferential direction.

8. Kupplungselement nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsaugen (4-9) mit Metallbuchsen (17) ausgekleidet sind, an deren Enden Anlagescheiben (18, 19) größeren Durchmessers vor gesehen sind, welche von verschiedenen Seiten an das Kupp lungselement (1) zur Anlage bringbar sind.8. Coupling element according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the fastening eyes ( 4-9 ) with metal bushings ( 17 ) are lined, at the ends of the washers ( 18 , 19 ) are seen larger diameter before, which from different sides to the Coupling element ( 1 ) can be brought to the plant.

9. Kupplungselement nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (2) durch Umfangsaussparungen (10) voneinander getrennt sind, die eine bogenförmig zum Kupplungselementmittelpunkt hin ge krümmte Außenkontur haben.9. Coupling element according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the tabs ( 2 ) are separated from one another by peripheral recesses ( 10 ) which have an arcuate outer contour curved toward the center of the coupling element.

10. Kupplungselement nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (1) aus mit karbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK), glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) oder einer Kombi nation hieraus besteht.10. Coupling element according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element ( 1 ) consists of carbon fiber reinforced plastics (CFRP), glass fiber reinforced plastics (GRP) or a combination nation thereof.