DE2431383C2 - Kupplung für achsversetzte umlaufende Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für achsversetzte umlaufende Wellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Kupplung dieser Art (DE-PS 8 39 890) sind zwei Kupplungszwischenglieder von zwei konzentrischen Ringen gebildet, die über eine gummielastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die begrenzte gegenseitige Verdrehung der Ringe wird dort somit durch eine Scherbeanspruchung der gummielastischen Zwischenschicht ermöglicht. Der innere dieser Ringe ist über ein erstes Paar von einander gegenüberliegend angeordneten, sich gleichsinnig im wesentlichen tangential erstreckenden Lenkern mit einer Antriebsscheibe verbunden. Der äußere dieser Ringe ist über ein zweites Paar von diametral einander gegenüberliegend angeordneten, im wesentlichen tangential und gegensinnig zu dem ersten Paar sich erstreckenden Lenkern mit einem angetriebenen Rad verbunden.

Es ist dort somit bei dieser bekannten Kupplung ein Ring über beide Lenker mit der Antriebsseite und der andere Ring über beide Lenker mit der Abtriebsseite verbunden. Die Drehmomentübertragung erfolgt dabei von einem Ring auf den anderen durch die gummielastische Zwischenschicht.

Bei der bekannten Kupplung erfolgt ähnlich wie bei einer Kreuzschleifenkupplung durch das erste Paar von Lenkern eine näherungsweise gerade Führung des inneren Ringes an der Antriebsscheibe in einer ersten Richtung. Durch das zweite Paar erfolgt in gleicher Weise eine näherungsweise gerade Führung des angetriebenen Rades an dem äußeren Ring in einer zweiten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung verläuft. Diese Kupplung hat wie alle Kreuzschleifenkupplungen den Nachteil, daß bei einem Wellenversatz die Ringe eine kreisende Bewegung mit der doppelten Umlauffrequenz ausführen. Durch diese kreisende Bewegung werden Fliehkräfte hervorgerufen, die zu einer unzuträglichen Unruhe des Antriebs führen

Es sind Kupplungen zur drehwinkelgesteuerten Übertragung von Drehbewegungen zwischen parallelen Wellen mit veränderlichem Wellenversatz bekannt, bei denen ein Zwischenglied vorgesehen ist, das mit den beiden Kupplungsgliedern über je ein Getriebe von wenigstens drei zueinander parallelen Lenkern verbunden ist (vgl. Kurt Rauh, »Praktische Getriebelehre«, Springer-Verlag, Berlin, 2. Auflage, 1. Band, S. 31 und 53/54). Durch die Lenker wird das Zwischenglied stets parallel zu dem treibenden Kupplungsglied gehalten, so daß es sich winkeltreu mit diesem Kupplungsglied mitdreht. In gleicher Weise ist das Zwischenglied durch parallele Lenker mit dem getriebenen Kupplungsglied in Antriebsverhindung, so daß dieses seinerseits winkeltreu dem Zwischenglied und damit dem treibenden Kupplungsglied folgt. Die Länge der Lenker ist geringer als der Abstand der Anlenkpunkte an den Kupplungsgliedern bzw. dem Zwischenglied, so daß sich die Lenker bei einer kontinuierlichen Umlaufbewegung aneinander vorbeidrehen können. Bei einer bekannten Ausführung einer solchen Kupplung (DE-PS 12 33 667)

wird das Zwischenglied von einem ungelagerten, scheibenartigen Körper gebildet

Diese bekannte Kupplung beruht auf der Eigenschaft eines Paralleüenkergetriebes, einen Teil gegenüber einem anderen paraüelzuführen. Durch Verwendung zweier hintereinandergeschalteter solcher Parallellenkergetriebe, die sich scherenanig relativ zueinander bewegen können, kann dabei eine winkeltreue Kupplung zweier Wellen erreicht werden, die in einem durch die Länge der Lenker bestimmten Bereich gegeneinander achsversetzt oder auch beweglich sein können.

Bei einer auf diesem Prinzip beruhenden Kupplung führt jeder der Lenker unabhängig von der Größe des Wellenversatzes während jedea Umlaufs eine 360° -Drehung gegenüber dem Zwischenglied aus. Er ist dabei nach einer Sinusfunktion des Drehwinkels an der Drehmomentübertragung beteiligt. In einigen Winkelbereichen trägt jeder Lenker daher nur wenig zur Drehmomentübertragung bei. Jeder Lenker wird außerdem abwechselnd auf Zug und auf Druck beansprucht Bei fluchtenden Wellenachsen ist die Lage des Zwischengliedes nicht eindeutig bestimmt, so daß es eine kreisende Bewegung auszuführen beginnt.

Es ist weiterhin ein Kardangelenk zum Kuppeln zweier Wellen bekannt, bei dem ein erstes scheiben-, stern- oder ringförmiges Kupplungsglied mit einer Welle und ein ähnliches Kupplungsglied mit einer zweiten Welle verbunden ist. Zwischen den beiden Kupplungsgliedern ist ein einziges Kupplungszwischenglied in Form eines Zwischenringes angeordnet, der sowohl über drei an ihm mittels Kugelgelenken angelenkte Lenker mit dem treibenden und über drei ebensolche Lenker mit dem getriebenen Kupplungsglied verbunden ist. Dieses Gelenk gestattet jeweils nur einen Winkelversatz, aber nicht einen Radialversatz der Wellen zueinander (AT-PS 2 60 626).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung für achsversetzte umlaufende Wellen zu schaffen, b°i welcher die Drehmomentübertragung nicht über gummielastische Formkörper, sondern über formschlüssig miteinander verbundene Getriebeteile erfolgt, bei welcher eine Relativbewegung dieser Getriebeteile zueinander nur bei Vorliegen und nach Maßgabe eines Wellenversatzes erfolgt und welche auch bei genau fluchtenden Wellen kinematisch einwandfrei arbeitet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Kupplung der eingangs definierten Art durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das treibende Kupplungsglied ist über einen Lenker, ein Kupplungszwischenglied und einen weiteren Lenker mit dem getriebenen Kupplungsglied gekuppelt. Eine weitere Antirebsverbindung wird hergestellt von dem treibenden Kupplungsglied, einem weiteren Lenker, einem zweiten Kupplungszwischenglied sowie noch einem Lenker ebenfalls zu dem getriebenen Kupplungsglied. Die Kupplungszwischenglieder sind gegeneinander drehbar und schwimmend gehalten. Wenn die Achsen der treibenden und der getriebenen Welle fluchten, verhält sich die gesamte Anordnung wie eine starre Verbindung der '"?llen und läuft um die gemeinsame Wellenachse um. Die Lenker bewegen sich dabei gegenüber den Kupplungs- und Kupplungszwischengliedern nicht und sind zu jeder Phase der Umlaufbewegung in gleichem Maße an der Drehmomentübertragung beteiligt. Wenn die Achsen der Wellen etwas gegeneinander parallel versetzt sind, dann wird dieser Wellenversatz durch eine Relativverdrehung der Kupplungszwischenglieder gegeneinander, die den erforderlichen zusätzlichen Freiheitsgrad liefert, ausgeglichen. Es wird auch dann das getriebene Kupplungsglied von dem treibenden über die Lenker und die Kupplungszwischenglieder mitgenommen, wobei lediglich die Lenker eine schwingende Ausgleichsbewegung ausführen.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Einzelheiten der Kupplung angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

F i g. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung bei fluchtenden Wellenachsen;

F i g. 2 zeigt die Ausführungsform von F i g. 1 bei einem Wellenversatz;

Fig.3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit drei gegeneinander verdrehbaren Kupplungszwischengliedern und ebenso vielen Paaren von Lenkern für die Drehmomentübertragung bei fluchtenden Wellenachsen;

Fig.4 zeigt die Ausführung nach Fig.3 bei versetzten Wellenachsen;

F i g. 5 zeigt das äußere Kupplungszwischengüed mit dem zugehörigen Lenkerpaar bei der Ausführungsform nach Fig.3;

F i g. 6 zeigt das Kupplungszwischenglied und Lenkerpaar nach F i g. 5 bei einem Wellenversatz;

Fig. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig.3;

F i g. 8 zeigt einen Schnitt längs der Linie VIlI-VIII in Fig.3;

F i g. 9 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach F i g. 3, die einmal eine Elastizität in Drehrichtung zeigt und zum anderen einen Winkelversatz der Wellenachsen ausgleicht;

Fig. 10 zeigt einen Schnitt längs der Linie E-F in Fig. 9;

F i g. 11 zeigt eine Abwandlung der Lenkerlagerung bei der Ausführung nach F i g. 9 und 10;

Fig. 12 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls in Drehrichtung elastisch ist;

Fig. 13 zeigt einen Schnitt längs der Linie G-H in Fig. 12;

Fig. 14 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Kupplungszwischenglieder (Ringe) außerhalb der Lenker liegen;

Fig. 15 zeigt die Kupplung nach Fig. 14 bei einem Wellenversatz;

Fig. 16 zeigt schematisch eine fünfte Ausführungsform der Erfindung bei fluchtenden Wellenachsen;

Fig. 17 zeigt die Ausführungsform von Fig. 16 bei einem Wellenversatz;

Fig. 18 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 16, die eine Elastizität in Drehrichtung zeigt;

Fig. 19 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 16;

F i g. 20 ist ein Schnitt C-Din F i g. 19;

F i g. 21 ist ein Schnitt A-Bm F i g. 19;

F i g. 22 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsform von F i g. 3;

F i g. 23 ist ein Schnitt längs der Schnittlinie R\-R₂ in F ig. 22.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 sind an dem Kupplungsglied 10, das mit einer treibenden Welle verbunden ist, zwei Lagerzapfen 12,14 vorgesehen. Die Lagerzapfen 12,14 sitzen zentralsymmetrisch zur Achse

a der Welle; mit der getriebenen Welle ist ein Kupplungsglied 16 verbunden. An diesem sitzen zwei Lagerzapfen 18, 20 zentralsymmetrisch zu der Achse b der getriebenen Welle und in gleichem Abstand von dieser wie die Lagerzapfen 12,14 von der Achse a. Die Kupplungszwischenglieder sind ein innerer Ring 22 und ein äußerer Ring 24. Der äußere Ring 24 kann, wie im linken Teil der F i g. 1 dargestellt ist, mittels einer Schicht 26 aus Gleitmaterial auf dem inneren Ring 22 gelagert sein. Statt dessen kann der Ring 24 auch mittels Kugeln oder Rollen 28 auf dem Ring 22 gelagert sein, wie im rechten Teil der Fig. 1 angedeutet ist. An den Ringen 22 und 24 sind Lageraugen zum Anlenken von Lenkern vorgesehen. Die Lageraugen 34, 36 an dem Ring 22 sind diametral einander gegenüberliegend an radial einwärts ragenden Ansätzen des Ringes 22 angeordnet. Die Lageraugen 42,44 an dem Ring 24 sind diametral einander gegenüberliegend an radial auswärts ragenden Ansätzen des Ringes 24 angeordnet. Die Lagerzapfen 12 und 14 des treibenden Kupplungsgliedes 10 sind über Lenker 46 bzw. 48 mit den Lagerzapfen 38 bzw. 32 verbunden. Die Lagerzapfen 18, 20 des getriebenen Kupplungsgliedes 16 sind über Lenker 50 bzw. 52 mit den Lagerzapfen 40 bzw. 30 verbunden.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind bei fluchtenden Wellenachsen die Lagerzapfenpaare 12,14 und 18, 20 um 90° gegeneinander versetzt angeordnet. Die Lagerzapfen 38,319 und 32,40 an den Ringen 22 und 24 liegen bei fluchtenden Wellenachsen auf einer Geraden, zu welcher die Lagerzapfen 12 und 20 bzw. 18 und 44 symmetrisch liegen. Dementsprechend erstrekken sich die Lenker 46 und 48 von den Zapfen 12 und 14 annähernd tangential entgegen dem Uhrzeigersinn und die Lenker 50 und 52 von den Zapfen 18 und 20 im Uhrzeigersinn.

F i g. 2 zeigt die Kupplung bei einem Versatz der Wellenachsen a und b gegeneinander. Diesem Versatz der Wellenachsen um in dem dargestellten Beispiel 15 mm wird dadurch Rechnung getragen, daß der Mittelpunkt R der Ringe 22 und 24 sich um 7,5 mm in die Mitte zwischen den Welienachsen a und b verlagert und außerdem die beiden Ringe 22 und 24 sich um 12° gegeneinander verdrehen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in den F i g. 3 bis 8 dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform sind an dem treibenden Kupplungsglied 122 drei Lagerzapfen 124, 126 und 128 in gleichen Abständen von der Achse a der treibenden Welle und um jeweils 120° um diese herum winkelversetzt angeordnet. An dem getriebenen Kupplungsglied 130 sind ebenfalls drei Lagerzapfen 132, 134, 136 in gleichen Abständen von der Achse b der getriebenen Welle angebracht. Es sind drei Kupplungszwischenglieder in Form eines inneren Ringes 138, eines mittleren Ringes 140 und eines äußeren Ringes 142 vorgesehen. Der mittlere Ring 140 ist mittels einer Gleitschicht 144 auf dem inneren Ring 138 gelagert Der äußere Ring 142 ist mittels einer Gleitschicht 146 auf dem mittleren Ring gelagert.

An dem inneren Ring 138 sind zwei diametral einander gegenüberliegende radiale Ansätze 148, 150 angebracht. An dem Ansatz 148 sitzt ein Lagerzapfen 152, an dem Ansatz 150 sitzt ein Lagerzapfen 154. An dem mittleren Ring 140 sind zwei diametral einander gegenüberliegende radiale Ansätze 156,158 angebracht. An dem Ansatz 156 sitzt ein Lagerzapfen 160, an dem Ansatz 158 sitzt ein Lagerzapfen 162. An dem äußeren Ring 142 sind zwei diametral gegenüberliegende radiale Ansätze 164, 166 angebracht. An dem Ansatz 164 sitzt ein Lagerzapfen 168, an dem Ansatz 166 sitzt ein Lagerzapfen 170. Ein Lenker 172 verbindet die Lagerzapfen 124 und 168. Ein Lenker 174 verbindet die Lagerzapfen 132 und 152. Ein Lenker 176 verbindet die Lagerzapfen 126 und 160. Ein Lenker 178 verbindet die Lagerzapfen 134 und 170. Ein Lenker 180 verbindet die Lagerzapfen 128 und 154. Ein Lenker 182 verbindet die Lagerzapfen 136 und 162.

ίο Fig.7 zeigt einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 3.

Man sieht, daß die inneren Ringe 138, 140 aus zwei Hälften zusammengesetzt sind. Der darauf gelagerte äußere Ring 142 weist den radialen Ansatz 164 auf, der symmetrisch zur Mittelebene des Ringes 142. aber schmaler als dieser ist. In dem Ansatz 164 sitzt der Lagerzapfen 168, der zu beiden Seiten axial aus dem Ansatz 164 vorsteht. Der Lenker 172 greift an seinem Ende mit einem Paar von gabelförmigen Lageraugen 100, 102 um den Ansatz 164 und ist auf den vorstehenden Enden des Lagerzapfens 168 gelagert. Eine axiale Sicherung des Lagerzapfens 168 erfolgt durch Sprengringe 104.

F i g. 8 zeigt einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 3.

Der zweiteilige innere Ring 138 weist ein Paar von seitlichen radialen Ansätzen 148 auf, die beiderseits um die äußeren Ringe 140, 142 herumgreifen. Die Ringe 140, 142 sind zu diesem Zweck in Winkelbereichen um die Ansätze 148 bzw. 150 herum schmaler ausgebildet. In den Ansätzen 148 sitzt der Lagerzapfen 152. Der Lenker 174 ist an seinem Ende auf dem Lagerzapfen 152 gelagert. Der Lagerzapfen 152 ist wieder durch Sprengringe 110 axial gesichert.

Bei fluchtenden Achsen a und b der treibenden und der getriebenen Welle stehen auch die Ringe 138, 140 und 142 mit ihrem gemeinsamen Mittelpunkt R konzentrisch zu diesen Achsen. Die Abstände der Lagerzapfen 124, 126, 128 von der Achse a sind gleich den Abständen der Lagerzapfen 132, 134, 136 von der Achse b und gleich den — untereinander gleichen — Abständen der Lagerzapfen 168, 152, 170, 154 und 162 vom Mittelpunkt R der Ringe. Die Lagerzapfen 132, 134,136 an dem getriebenen Kupplungsglied 130 sind in der Stellung von Fig. 3 jeweils um 60° gegenüber den Lagerzapfen 124, 126, 128 an dem treibenden Kupplungsglied 122 winkelversetzt. Die Lagerzapfen 168, 152, 160, 170, 154 und 162 an den Ansätzen sind ebenfalls um jeweils 60° gegeneinander winkelversetzt und um 30° winkelversetzt gegen die dazwischenliegenden Lagerzapfen 124,132,126,134,128 und 136 an dem treibenden und getriebenen Kupplungsglied. Somit liegen bei fluchtenden Wellenachsen alle Lagerzapfen in regelmäßiger Anordnung auf einem Kreis, und die Lenker sind gleich lang und liegen sekantial zu diesem Kreis. Sie erstrecken sich gleichsinnig, entgegen dem Uhrzeigersinn, von den an den Kupplungsgliedern sitzenden Lagerzapfen 124,126,128 bzw. 132,134,136.

F i g. 4 zeigt die Kupplung bei einem Versatz der Wellenachsen a und b. Hierbei sind wieder alle drei Ringe 138,140 und 142 gegeneinander verdreht und der Mittelpunkt R der Ringe ist seitlich verlagert

F i g. 5 zeigt als Einzelheit den äußeren Ring 142 mit den Ansätzen 164, 166 und den zugehörigen Lenkern 172, 178, Fig.6 zeigt den Ring 142 bei einem Achsversatz.

Die Kupplung nach Fig.9 und 10 ist im Prinzip genauso aufgebaut wie die Kupplung nach F i g. 3 und 4;

entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Kupplung nach Fig.9 und 10 unterscheidet sich von der nach F i g. 3 und 4 jedoch in zwei Punkten: Einmal enthalten der mittlere und der äußere Ring 140, 142 gummielastische Schichten 183 bzw. 185, mit denen die Gleitschichten 144 bzw. 146 hinterlegt sind, um die Kupplung in bezug auf die übertragenen Drehmomente elastisch zu machen. Zum anderen sind die Lenker sowohl an den Kupplungsgliedern als auch an den Ringen 138, 140, 142 allseitig beweglich angelenkt, so daß die Kupplung auch in der Lage ist, eine Neigung der einen Wellenachse (b) gegenüber der anderen (a) auszugleichen.

Die Elastizität in bezug auf die übertragenen Drehmomente läßt sich am besten aus F i g. 9 verstehen.

Es sei angenommen, daß das abtriebsseitige Kupplungsglied festgehalten werde, d. h. die in F i g. 9 mit »b« bezeichneten Punkte feststehen. Auf das antriebsseitige Kupplungsglied werde ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt, d. h. die in F i g. 9 mit »a« bezeichneten Punkte werden im Uhrzeigersinn gezogen. Dann steht der Lenker 178 im wesentlichen fest und der äußere Ring 142 wird von dem Lenker 172 um den Zapfen 170 nach rechts in F i g. 9 verschwenkt. Der benachbarte Ring 140 wird rechts oben in F i g. 9 gehalten und über den linken unteren Lenker mit »a« nach links oben verschwenkt. Bei Lagerung der Ringe 140 und 142 über radial unnachgiebige Lager wäre eine solche Schwenkbewegung ausgeschlossen. Bei festgehaltenen Punkten »b« könnten auch die Punkte »a« nicht verdreht werden. 3» Durch im wesentlichen radiales Zusammendrücken der elastischen Schicht 186 ist jedoch eine solche Bewegung der Punkte »a« gegenüber den Punkten »b« möglich. Die Kupplung ist dadurch in Umfangsrichtung etwas elastisch.

In gleicher Weise ergibt sich eine Elastizität in Umfangsrichtung auch bei den anderen Ausführungsbeispielen, bei denen die Kupplungszwischenglieder in radialer Richtung elastisch aufeinander abgestützt sind.

Wie aus Fig. 10 erkennbar, ist an dem treibenden ^w Kupplungsglied 122 der Lagerzapfen 124 angebracht. Der Lenker 172 weist ein Lagerauge 184 auf, welches das Ende des Lagerzapfens 124 mit Abstand umgibt. Auf dem Lagerzapfen ist ein Ring 186 mit einer konvex sphärischen Außenfläche gelagert. In dem Lagerauge 184 sitzt ein Ring 188 mit einer dazu komplementären konkav sphärischen Innenfläche, der den Ring 186 umschließt. Auf diese Weise wird ein Kugelgelenk gebildet, das eine begrenzte allseitige Winkelbeweglichkeit des Lenkers 172 zu dem Lagerzapfen 124 gestattet, so

Am anderen Ende weist der Lenker 178 ein Lagerauge 190 auf. Der radiale Ansatz lbb des, ähnlich wie in Fig. 8, zweiteilig aufgebauten Ringes 142 bildet zwei Arme, zwischen denen sich der Lagerzapfen 170 erstreckt Auf dem Lagerzapfen 170 ist ein Ring 192 mit konkav sphärischer Außenfläche gelagert. In dem Lagerauge 190 sitzt ein Ring 194 mit einer dazu komplementären konkav sphärischen Innenfläche, der den Ring 192 umschließt Auf diese Weise wird ein Kugelgelenk gebildet, das eine begrenzte allseitige ^b0 Winkelbeweglichkeit des Lenkers 178 zu dem Lagerzapfen 170 gestattet.

Eine andere konstruktive Lösung zeigt Fig. 11. Dort ist der Lagerzapfen 170 mit Abstand von dem Lagerauge 190 umgeben. Auf dem Lagerzapfen 170 ^b5 sitzen zwei nach innen dünner werdende Ringe 206,208, die zwei nach innen geneigte schwach konische Ringflächen bilden. In dem Lagerauge sitzt eine zweiteilige Buchse 202, 204, die sich zu den äußeren Enden hin verjüngt und so zwei nach außen geneigte, schwach konische Ringflächen bildet. Zwischen jeweils einer der nach innen und einer der nach außen geneigten Ringflächen ist ein vorgespannter konischer Gummiring 198,200 gehalten.

Fig. 12 und 13 zeigen eine weitere Ausführungsform einer in Drehrichtung elastischen Kupplung mit mehr als zwei Lenkerpaaren.

Die Kupplung nach Fig. 12 und 13 besteht aus zwei gleichen Kupplungen, die kraftmäßig »parallel geschaltet« sind und von denen eine beschrieben wird.

Die Kupplung enthält einen Ring 210 und eine Scheibe 212 von gleichem Durchmesser. Die Scheibe 212 weist einen zentralen zylindrischen Ansatz auf, der sich axial in den Ring 210 erstreckt. Auf dem Ansatz 2i4 ist über eine Gleitschicht 216 ein Innenring 218 drehbar gelagert. Wie aus Fig. 13 ersichtlich, besteht die Gleitschicht aus einem zylinderförmigen Ring, der um die Mantelfläche des zylindrischen Ansatzes herum angeordnet ist, sowie aus zwei radialen Ringscheiben, die zwischen den Stirnflächen des Innenrings 218 und der Scheibe 212 sowie einer Sicherungsplatte 220 angeordnet sind. Die Sicherungsplatte ist mit dem Ansatz 214 verschraubt und erstreckt sich in Radialrichtung über den Innenring 218.

Der Innenring 218 weist zwei einander diametral gegenüberliegende radiale Armpaare 222,224 auf. Zwei Formkörper 226, 228 aus gummielaLtischem Material, z. B. Gummi, sind zwischen dem Ring 210 und dem Innenring 218 vorgesehen, die sich mit einer konvexen Außenfläche an die Innenfläche des Ringes 210 und mit einer konkaven Innenfläche an die Außenfläche des Innenrings anpassen. Die Endflächen der Formkörper 226, 228 laufen schwach geneigt nach außen, so daß auf beiden Seiten kreisabschnittförmige Räume zwischen den Formkörpern 226, 228 und dem Ring 210 freibleiben, welche eine Deformation der Formkörper 226, 228 zulassen. Die radialen Arme 222, 224 des Innenrings 218 sichern die Formkörper 226, 228 gegen Verdrehung.

In den Armen 222, 224 sind radiale Dichtleisten 225 geführt, die durch Federstahllamellen nach außen gedruckt und in Anlage an der Innenwand des Rings 210 gehalten werden. Dadurch sind die freien Räume, die durch die Formkörper 226, 228, den Ring 210 und die Arme 222, 224 begrenzt sind, durch die Dichtleisten flüssigkeitsdicht voneinander getrennt. Sie stehen über Kanäle miteinander in Verbindung, die regelbare Drosseln enthalten. Dadurch läßt sich der Kupplung ein einstellbares Dämpfungsverhalten erteilen.

An der Scheibe 212 ist ein Paar radialer Ansätze 230, 232 vorgesehen, wobei der Ansatz 232 gegenüber dem Ansatz 230 um 135° winkelversetzt ist. Der Ansatz 230 ist mit einem Lagerzapfen 234 versehen, der über einen Lenker 236 mit einem Lagerzapfen 238 an einem antriebsseitigen Kupplungsglied verbunden ist An dem Ansatz 232 sitzt ein Lagerzapfen 240, der über einen Lenker 242 mit einem Lagerzapfen 244 an einem abtriebsseitigen Kupplungsglied verbunden ist. An dem Ring 210 ist ebenfalls ein Paar radialer Ansätze 246_S 248 vorgesehen, wobei der Ansatz 248 gegenüber dem Ansatz 246 um 135° winkelversetzt ist Der Ansatz 246 ist mit einem Lagerzapfen 250 versehen, der über einer Lenker 252 mit einem Lagerzapfen 254 an dem abtriebsseitigen Kupplungsglied verbunden ist. An derr Ansatz 248 sitzt ein Lagerzapfen 256, der über einer Lenker 258 mit einem Lagerzapfen 260 an dem

antriebsseitigen Kupplungsglied verbunden ist.

In der dargestellten Lage bei fluchtenden Wellenachsen sind die Ansätze 230, 246 und 248, 232 jeweils um 45° gegeneinander winkelversetzt, so daß der Ansatz 230 der Scheibe 212 dem Ansatz 248 des Rings 210 diametral gegenüberliegt und der Ansatz 232 der Scheibe 212 dem Ansatz 246 des Rings 210 diametral gegenüberliegt. Die Symmetrieebene jedes der Formkörper 226 und 228 liegt senkrecht zu der die Lagerzapfen 240 und 250 enthaltenden Ebene.

Um die Wirkung der gummielastischen Formkörper 226 und 228 zu erläutern, sei angenommen, daß das abtriebsseitige Kupplungsglied mit den Lagerzapfen 244 und 254 durch einen Widerstand festgehalten sei, während auf das antriebsseitige Kupplungsglied ein Drehmoment im Uhrzeigersinn wirkt, welches den Lagerzapfen 238 im Sinne des Pfeils 262 nach rechts und den Lagerzapfen 260 im Sinne des Pfeils nach links zu bewegen sucht. Mit festliegendem Zapfen 244 sucht die Kraft in Richtung des Pfeils 262 am Zapfen 238 die Scheibe 212 im Sinne des mit R₁ bezeichneten Pfeils zu bewegen. Bei festliegendem Zapfen 254 sucht die Kraft in Richtung des Pfeils 264 am Zapfen 260 den Ring 210 im Sinne des mit R₂ bezeichneten Pfeils zu bewegen. Man sieht, daß die dadurch hervorgerufenen Kräfte gegeneinanderwirken und den gummielastischen Formkörper 228 etwa in Richtung seiner Symmetrieebene zusammendrücken.

Eine zweite in gleicher Weise aufgebaute Kupplung, die generell mit 266 bezeichnet ist, ist um 90° gegenüber der beschriebenen Kupplung winkelversetzt mit den Scheiben Rücken an Rücken angeordnet. Entsprechende Teile der Kupplung 266 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die Teile der beschriebenen Kupplung, jedoch mit einem Strich (') versehen, bezeichnet. Um eine gegenseitige Beweglichkeit der Scheiben 212 und 212' zu ermöglichen, ist zwischen diesen eine Gleitschicht 268 (F i g. 13) vorgesehen.

Eine ähnliche Überlegung wie im vorletzten Absatz zeigt, daß die zweite Kupplung auf einen abtriebsseitigcn Widerstand mit radial gegeneinanderwirkenden Kräften im Sinne der Pfeile Rz und 7?4 reagiert.

Statt der Formkörper 226 und 228 können auch mehrere zylindrische Gummikissen vorgesehen werden, wie sie gestrichelt in F i g. 12 angedeutet sind.

In Fig. 14 und 15 ist eine Kupplung mit drei Ringen dargestellt, von denen jeder über einen Lenker mit dem abtriebsseitigen Kupplungsglied verbunden ist. Diese Kupplung arbeitet im Prinzip wie die Kupplung nach F i g. 3 und 4; entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Strich (') versehen.

Zum Unte-schied von F i g. 3 und 4 erstrecken sich jedoch die radialen Ansätze 148', 1508; 156' und 164', 166' radial nach innen, und die Ringe 138', 140'; 142', von denen 138' der äußere und 142' der innere ist, umgeben die Lenker 172'bis 182'.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 16 und 17 sind zwei Lagerzapfen 56,58 zentralsymmetrisch zur Achse a der antriebsseitigen Welle an dem treibenden Kupplungsglied 60 angebracht An dem getriebenen Kupplungsglied 62, das mit der abtriebsseitigen Welle verbunden ist, ist zentralsymmetrisch zur Achse b der Welle ein Paar von Lagerzapfen 64,66 (oder sonstigen Anlenkmitteln) angebracht Die Kupplungszwischenglieder sind ein innerer Ring 68 und ein darauf gelagerter äußerer Ring 70. Die Lagerung des äußeren Ringes 70 auf dem inneren kann ähnlich wie bei der Ausführung nach F i g. 1 und 2 entweder über eine Schicht 72 aus Gleitmaterial oder über Kugeln oder Rollen 74 erfolgen. An den Ringen 68 und 70 sind radiale Ansätze vorgesehen, die sich von den Ringen nach außen erstrecken. Ansätze 76 und 78 an dem äußeren Ring 70 sind um 90° gegeneinander winkelversetzt. Ebenso 90° gegeneinander winkelversetzt sind Ansätze 80 und 82 an dem inneren Ring 68. Die Ansätze 76, 78 und 80, 82 tragen Lagerzapfen 84, 86 und 88, 90. Ein Lenker 92 erstreckt sich von dem Lagerzapfen 65 an

ίο dem treibenden Kupplungsglied 60 zu dem Lagerzapfen 84 an dem Ansatz 76 des äußeren Ringes 70. Ein Lenker 94 erstreckt sich von dem Lagerzapfen 66 an dem getriebenen Kupplungsglied 62 zu dem Lagerzapfen 86 an dem Ansatz 78 des äußeren Ringes 70. Ein Lenker 96 erstreckt sich von dem Lagerzapfen 58 an dem treibenden Kupplungsglied zu dem Lagerzapfen 90 an dem Ansatz 82 des inneren Ringes 68. Ein Lenker 98 erstreckt sich von dem Lagerzapfen 64 an dem getriebenen Kupplungsglied 62 zu dem Lagerzapfen 88 an dem Ansatz 80 des inneren Ringes 68.

Der Abstand der Lagerzapfen 56 und 58 von der Achse a der treibenden Welle ist gleich dem Abstand der Lagerzapfen 64 und 66 von der Achse b der getriebenen Welle. Den gleichen Abstand haben die Lagerzapfen 84, 86, 88 und 90 vom Mittelpunkt R der Ringe 68 und 70. Bei fluchtenden Wellenachsen a und b, wie in Fig. 16 dargestellt, sind die Lagerzapfen 64 und 66 um 90° winkelversetzt zu den Lagerzapfen 56 und 58 angeordnet. Die Lagerzapfen 84, 88,90 und 86 sind um jeweils 90° zueinander und um 45° zu den Lagerzapfen 56, 64, 58 und 66 winkelversetzt. Alle Lagerzapfen 56, 84,64,88,58,9O₁ 66 und 86 liegen auf einem Kreis um die zusammenfallenden Achsen a, b und R der Kupplungsund Kupplungszwischenglieder. Die Lenker 92, 94, 96 und 98 sind gleich lang und erstrecken sich von den Lagerzapfen 56,64,58 und 66 aus gleichsinnig (entgegen dem Uhrzeigersinn in F i g. 3) sekantial zu diesem Kreis.

Fig. 17 zeigt die Kupplung nach Fig. 16 bei einem

Versatz der Wellenachsen a und b. Auch hier ist erkennbar, daß die Kupplung diesem Versatz durch eine Verlagerung des Mittelpunkts R der beiden Ringe 68,70 und durch eine Relativverdrehung der Ringe 68, 70 gegeneinander Rechnung trägt.

Fig. 18 zeigt eine Abwandlung der Kupplung nach F i g. 16 und 17. Entsprechende Teile sind in F i g. 18 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 16 und 17.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 18 enthält der äußere Ring 70 eine Schicht aus gummielastischem Material, z. B. Gummi. In der linken Hälfte von Fi g. 18 sitzt die gummielastische Schicht 112 zwischen einem äußeren Stahlringteil 114 des Ringes 70 und einem inneren Stahlringteil 116 und ist mit diesen z. B. durch Vulkanisieren verbunden. Die Gleitschicht 72 ist mit der Innenfläche des inneren Stahlringteils verklebt In der rechten Hälfte der Fig. 18 ist die Gleitschicht 72 unmittelbar mit der gummielastischen Schicht 118 hinterlegt Ein Schlupf zwischen den beiden Schichten 72 und 118 wird dabei außer durch die Reibung durch Zähne oder Vorsprünge 120 der einen Schicht vermieden, die in entsprechende Ausnehmungen der anderen Schicht eingreifen.

Die Kupplung nach Fig. 16 und 17 gestattet zwar einen Versatz der Wellenachsen und setzt Radiales schwingungen der Wellen gegeneinander keinen Widerstand entgegen. Sie ist jedoch in Umfangsrichtung unnachgiebig und vermag nicht, Stöße aufzunehmen oder Drehschwingungen zu dämpfen. Bei einer Kupp-

lung nach der Erfindung wirken sich solche Stöße oder Drehschwingungen als entsprechende im wesentlichen radiale Kräfte zwischen den Kupplungszwischengliedern aus. Dadurch, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 18 eine gummielastische Schicht in dem äußeren Ring 70 vorgesehen ist, kann die Gleitschicht 72 diesen radialen Kräften begrenzt elastisch nachgeben. Die Kupplung wird dann auch in Umfangsrichtung, d. h. gegenüber dem um die Achsen wirkenden Moment »elastisch«.

In Fig. 19 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, eine Elastizität der Kupplung durch elastische Ausbildung der Lenker zu erreichen. Die Kupplung entspricht in ihrem Grundaufbau und in ihrer Wirkungsweise der Ausführungsform nach F i g. 16.

im unteren Teil der Fig. 19 sind an den Enden der Lenker 270 Lageraugen angebracht, in denen ringförmige Gummikörper 274 sitzen. In den Gummikörpern 274 sind Lagerringe 276 mit radialen Armen 278 gehalten. Diese Lagerringe 276 sind auf den Lagerzapfen 280 drehbar angebracht. Bei einer solchen Konstruktion wirkt die gesamte Fläche der Lagerringe 276 und der Arme 278 druckübertragend auf die Gummikörper 274.

Ähnlich sind die Lenker 281 im linken Teil von Fig. 19 ausgebildet, jedoch sind dort die Grummikörper langgestreckt und gehen ineinander über, so daß sich ein einziger, sich über die gesamte Länge des Lenkers 281

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15 erstreckender Gummikörper 282 ergibt. Es können dabei, wie in der oberen Hälfte des Lenkers 281 dargestellt, starre ovale Gehäuse 284 vorgesehen sein, die sich um beide Lagerzapfen 286, 288 und den Gummikörper 282 herumerstrecken. Statt dessen kann der Gummikörper 282, wie in Fig.20 dargestellt, auch von Seilen 290 umgeben sein, die bei einer Längsbeanspruchung ein seitliches Ausweichen des Gummikörpers zulassen.

Wie im oberen Teil von Fig. 19 dargestellt, kann der Gummikörper 292 in Längsrichtung des Lenkers 294 weit über die Lagerzapfen 296,298 hinausragen, so daß sich für Zug- und Druckbelastung eine größere Elastizität ergibt. Statt des Gehäuses kann ein Mantel 300 aus Federstahlblech um den Gummikörper herum vorgesehen sein, der ebenfalls ein seitliches Ausweichen des Gummikörpers 292 beim Zusammendrücken erlaubt.

Bei der Ausführungsform nach Fig.22 und 23, die ebenfalls im wesentlichen der Ausführung nach F i g. 3 entspricht, ist zwischen den die Kupplungszwischenglieder bildenden Ringen 302, 304 ein Kugelgelenk 306 vorgesehen. Die Lenker 308 sind über Gummipuffer 310 auf den zugehörigen Lagerzapfen gelagert. Diese Ausführung gestattet eine Knickung zwischen der treibenden und der getriebenen Welle.

Hierzu 19 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Kupplung für achsversetzte umlaufende Wellen, bestehend aus je einem mit der treibenden und der getriebenen Welle verbundenen Kupplungsglied sowie aus gegeneinander um eine gemeinsame Achse verdrehbaren Kupplungszwischengliedern, die schwimmend angeordnet und mit den beiden Kupplungsgliedern über tangential gerichtete Lenker verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Kupplungszwischenglieder über einen Lenker mit dem treibenden Kupplungsglied und über einen weiteren Lenker mit dem getriebenen Kupplungsglied verbunden ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungszwischengliqder (22,24; 138,140, 142,138', 140', 142'; 210,212,210', 212'; 68, 70) über eine Gleitschicht (26; 144,146; 216,2J6'; 72) oder über Wälzkörper (28; 74) auf- oder ineinander gelagert sind.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungszwischenglieder (22, 24; 138, 140, 142, 138', 140', 142'; 68, 70) Ringe sind.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Kupplungszwischenglied eine radial federnde, vorzugsweise gunimielastische Schicht enthält.

5. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsglieder (122; 130) drei in Umfangsrichtung jeweils um 120° gegeneinander versetzte radiale Arme aufweisen, die an diametral gegenüberliegenden radialen Ansätzen (150, 156, 164, 150', 156', 164'; 148, 158, 166, 148', 160', 166') der Kupplungszwischenglieder (138,140, 142, 138', 140', 142') über die Lenker (180, 176, 172, 180', 176', 172'; 174, 182, 178, 174', 182', 178') angelenkt sind.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker mittels allseitig beweglicher Gelenke (186, 188, 192, 194; 202, 204, 206, 208,198, 200) mit den Kupplungsgliedern und den Kupplungszwischengliedern verbunden sind.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lenker (281) aus einem von einem ovalen Gehäuse (284) ungebenen Gummikörper (282) besteht, in dem zwei Lageraugen (276) mit quer zum Lenker gerichteten Armen (278) gehalten sind.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1,2,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kupplungszwischenglied ein Ring (210) und das andere Kupplungszwischenglied eine Scheibe (212) mit gleichem Durchmesser ist, die einen von dem Ring mit radialem Spiel umgebenen, zentralen zylindrischen Ansatz (214) aufweist, daß auf dem Ansatz ein innerer Ring (218) mit diametral gegenüberliegenden radialen Armpaaren (222, 224) drehbar gelagert ist und daß zwischen dem inneren Ring (218) und dem Kupplungszwischenring (210) beiderseits der Armpaare (222,224) je ein vorgespannter gummielastischer Formkörper (226,228) angeordnet ist.

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den radialen Armen (222, 224) und der Innenwand des Kupplungszwischenrings (210) eine Dichtungsleiste (225) vorgesehen ist und daß die zwischen dem Ring, den Armen und den Formkörpern (226,228) gebildeten Räume mit einer Flüssigkeit gefüllt und über eine Drossel (229) miteinander verbunden sind.