DE2654990C2 - Gelenkkupplung - Google Patents

Description

sich die Nuten (48) geradlinig unter einem spitzen Winkel (a) gegenüber der zweiten Welle (14, UaJ in dem Nutenteil (18, 18aJ zur ersten We5!e (12, 12aJ hin nach innen weisend erstrecken,

die Zapfen (30,3OaJ mit ihren von der Trommel (16, 16aJentfernten Enden aneinander befestigt sind.

b)

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2. Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel (b) der Zapfen (30, 3OaJ gegenüber der ersten Welle (12, 12aJ gleich dem spitzen Winkel (a) der Nuten (48) gegenüber der zweiten Welle (14,14ajist.

3. Gelenkkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, c?'.ß die Zapfen (30, 3OaJ mit ihren von der Trommel (16, 16aJ entfernten Enden durch Schweißen verbinden sind.

4. Gelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Festgelenks das Nutenteil (18ajein zentral angeordnetes Druckstück (94) enthält, das eine konkave Druckfläche (96) aufweist, an welcher sich die miteinander verbundenen Enden der Zapfen (3OaJ axial abstützen und daß das Nutenteil (18ajmit einer zur konkaven Druckfläche (96) konzentrischen Außenfläche (90) versehen ist, mit der sich das Nutenteil an einem an der Trommel (16aJ angebrachten Schublager (86) abstützt.

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der bekannten Gelenkkupplung (DE-AS 94 205), von der die Erfindung ausgeht, sind die Nuten in einem kugelförmigen Nutenteil eingearbeitet, und ragen die an der Trommel befestigten Zapfen frei in die Nuten. Damit können unter Drehmomentbelastung die Zapfen erheblichen Verformungen unterworfen werden. In einer anderen bekannten Ausführungsform sind die Enden der ebenfalls in der Trommel befestigten Zapfen über ein Zwischenstück miteinander verbunden, so daß sich eine höhere Belastbarkeit der Zapfen ergibt. Dabei sind jedoch die Zapfen unter einem Winkel von 90" zu der zugehörigen Welle angeordnet. Ferner reichen die Nuten im Nutenteil bis zu der am Nutenteil angeformten Welle, um den gewünschten Winkel der Auslenkung beider Wellen zueinander zu erhalten. Dadurch wird jedoch der stehenbleibende Querschnitt

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55 des Nutenteils zwischen den Nuten sehr stark geschwächt

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Gelenkkupplung so auszubilden, daß sie hohe Drehmomente ohne Verformungen übertragen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Infolge der Befestigung der Enden der Zapfen miteinander ergibt sich eine erhebliche Steigerung der Festigkeit. Durch die schräge Anordnung der Nuten im Nutenteil in Verbindung mit der schrägen Anordnung der Zapfen lassen sich die Wandabschnitte zwischen den Nuten erheblich vergrößern. Es lassen sich somit größere Drehmomente übertragen. Ferner ergibt sich durch diese Bauweise eine größere Freiheit der Winkelbewegung zwischen den beiden Wellen.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gelenkkupplung in perspektivischer Darstellung,

Fig.2 einen Schitt durch die in Fig. 1 dargestellte Gelenkkupplung,

F i g. 3 eine Stirnansicht der Trommel mit den Zapfen, F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 3,

F i g. 5 eine Stirnansicht des Nutenteils,

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 5,

Fig.7 einen Teilausschnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 5 und

F i g. 8 einen Schnitt durch eine Gelenkkupplung in einer abgewandelten Ausführungsform.

In den Fig. i und 2 ist eine homokinetische Gelenkkupplung 10 dargestellt, welche antriebsmäßig die Wellen 12 und 14 so verbindet, daß unabhängig von ihrer Lage während einer Umdrehung die Winkelgeschwindigkeit der beiden Wellen immer genau gleich ist, auch wenn sie mit ihren Achsen unier einem beliebigen Winkel bis zum maximal zulässigen Gelenkwinkel ausgelenkt werden.

Mit der Welle 12 ist eine Trommel 16 als Träger für die Zapfen verbunden. Mit der Welle 14 ist ein Nutenteil 18 verbunden. Die Trommel 16 besitzt einen Nabenabschnitt 20, einen Flanschabschnitt 22, der unter einem Winkel gegenüber den Wellen 12 und 14 verläuft, sowie einen axial verlaufenden Randabschnitt 24. Die Trommel 16 besitzt eine Mehrzahl von Bohrungen 26 im Flanschabschnitt 22, die jeweils einen Zapfen 30 aufnehmen. Die Zapfen 30 verlaufen unter rechtem Winkel gegenüber dem Flansch 22. Sie besitzen jeweils eine mittlere Längsachse 32, die unter einem spitzen Winkel »a« gegenüber der Längsachse 34 der Welle 12 verläuft. Die Zapfen 30 besitzen einen inneren Endabschnitt 36 sowie einen äußeren, entfernten Endabschnitt 38.

Das Nutenteil 18 besitzt einen Flanschabschnitt 40, der mit der Welle 14 verbunden ist, sowie einen im wesentlichen konischen, nach innen verlaufenden Abschnitt 42. In dem Abschnitt 42 sind mehrere Nuten 48 vorgesehen, die eine teilzylindrische Form aufweisen. Die Zahl der Nuten 48 entspricht der Zahl der verwendeten Zapfen 30. Die Nuten 48 besitzen auf beiden Seiten zylindrische Flächen 50. Sie weisen eine Längsmittelachse 52 auf, die unter spitzem V/inkel »b« gegenüber der mittleren Längsachse 54 der Welle 14 verläuft.

Ein Roll- und Gleitglied 60 ist an jedem Zapfen 30

vorgesehen und kann — was nicht dargestellt ist — ein Lager aufweisen, beispielsweise ein Nadellager oder reibungsarme Materialien. Die Roll- und Gleitglieder &j besitzen eine im wesentlichen kugelförmige Oberfläche 62, deren Radius im wesentlichen gleich dem Radius der Flächen 50 an den Nuten 48 ist.

Bu einer bevorzugten Ausführungsform sind die spitzen Winkel »a« und »b« gleich. Dadurch wird ein nicht-orbitales, selbsttragendes, homokinetisches Gelenk für konstante Geschwindigkeit mit axialer Freiheit erzielt; üuikrä.-v' können mehr als drei Zapfen und Kupplungsteile erforderlichenfalls verwendet werden. Wenn der Drehmoment zwischen den Wellen übertragen wird, erfolgt der Antrieb durch die Roll- und Gleitglieder 60 und die Nuten 48 zwischen der Welle 12 und der Welle 14. In Fig. 2 sind die Wellen 12 und 14, mit fluchtenden Achsen 34 und 54 dargestellt.

Wenn sich jedoch die Achsen unter einem Winkel schneiden und die Wellen rotieren, sorgen die Roll- und Gleitglieder durch Rollen und Gleiten auf den Zapfen 30 für die horr.okinelische Wirkung.

Die Zapfen 30 sind an ihren inneren Enden 36 mi' Flächen 70 versehen. Wenn sie sich in den Bohrungen 26 befinden, berühren sich die Flächen 70 an den inneren Enden. Die inneren Enden können so durch Elektronenstrahlschweißen oder durch andere Schweißverfahren miteinander verbunden werden. Die inneren Enden 36 können auch in einem Nabenteil aufgenommen werden, um sie miteinander zu verbinden. Schließlich können sie auch in jeder anderen geeigneten Art, beispielsweise durch Widerstandsschweißen oder nach anderen Verfahren aneinander befestigt werden.

Eine flexible Gummimanschette 72 kann, wie in F i g. 2 gezeigt, vorgesehen sein, welche das Gelenk gegen Schmutz und andere Verunreinigungen im Betrieb abdichtet. Die Manschette 72 biegt aus, wenn das Gelenk mit einem Winkel zwischen den Wellen 12 und 14 betrieben wird. Die Manschette 72 kann durch ein Band 73 an der Trommel 16 befestigt werden.

Bei dieser Bauweise, wonach die inneren Enden der Zapfen 30 miteinander verbunden und ohne Verlängerung der Welle zuverlässig unterstützt sind, wird die Verformung der Zupfen umer Last vcrhinuu-rt; die DrehmomeniRnkapazität c.-s Gelenks Iß wir.1 vi.-v.ro Gert

Zusätzlich wird verhindert, daß schwache Querschnitte /.wischen den Nuten vorhanden sind, und daß sich die Tri-timel und das Nutenteil gegenseitig stören. Dies geschieht dadurch, daß sich die Nuten 48 nach innen au! die Welle zu erstrecken und in einem offenen Raum im Inneren des Gelenks enden.

In Fig. 8 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, das für Anwendungsiälle geeignet vst, in denen eine axiale Sicherung erforderlich ist. Elemente aus F i g. 8, die mit solchen aus F i g. 2 übereinstimmen, tragen dieselbe Bezugszahl mit einer zugefügten Suffix a.

Ein Schublager 86 ist innerhalb eines axial verlaufenden Abschnitts 24a der Trommel 16a angebracht. Das Schublager 86 ist am Abschnitt 24a durch einen Schnappring 88 befestigt. Das Nutenteil 18a besitzt eine konkave Außenfläche 90, die in Berührung mit der Fläche 87 des Schublagers 86 ist. Da. Nutenteil 18a enthält außerdem eine Mitteibohrung y2 mit einem Druckstück 94, das eine konkave Druckfläche % aufweist. Diese Druckfläche 96 ist konzentrisch mit der Außenfläche 90, steht den Enden der Zapfen 30a gegenüber und berührt diese.

Im Betrieb entspricht das in Fig. 8 dargestellte Gelenk demjenigen von Fig. 2. Es wird jedoch so zusammengebaut, daß sich die Fläche 96 in Berührung mit dem Ende der Zapfen 30a und die Flächen 87 und 90 in Berührung miteinander befinden. Dadurch wird eine axiale Sicherung für das Gelenk geschaffen. Anstelle des Schubrings 86 und anstelle der Berührung zwischen der Kugelfläche 90 und der Fläche 87 kann als axiale Sicherung eine Feder verwendet werden, welche die Wellen 12a und 14a zusammendrückt. Alternativ hierzu können auch die Oberflächen der Roll- und Gleitglieder 60a geringfügig toroidförmig anstelle kugelförmig sein. Dadurch wird eine axiale Kraft zwischen den Gliedern und den Nuten erzeugt, welche die Wellen zusammendrückt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Gelenkkupplung zur Drehmomentübertragung von einer mit einer ersten Welle verbundenen Trommel auf ein mit einer zweiten Welle verbündenes Nutenteil mittels mindestens dreier Zapfen, die an ihren radial äußeren Enden mit der Trommel verbunden sind, und sich von dieser unter einem spitzen Winkel gegenüber der ersten Welle zur zweiten Welle weisend erstrecken, wobei jeweils ein Roll-und Gleitglied drehbar und verschiebbar auf einem Zapfen angeordnet ist und das Nutenteil mindestens drei Nuten aufweist, in welche die Roll- und Gleitglieder eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß