<Desc/Clms Page number 1>
Universalgelenkverbindung.
Die Erfindung hat eine Universalgelenkverbindung zum Gegenstande, die insbesondere bei der Übertragung des Antriebes auf die Räder eines Automobils verwendbar ist, die gleichzeitig Antriebsräder und Lenkräder sind.
Solche Universalgelenke müssen, um brauchbar zu sein, die gleichmässige Umdrehunggeschwindigkeit der Antriebswelle so auf die getriebene Welle übertragen, dass auch diese mit gleichmässiger Geschwindigkeit umläuft, u. zw. auch dann, wenn die beiden Wellen in eine Winkelstellung zueinander gebracht werden. Hiezu kann, wie bereits bekannt, eine kinemaische Kette von vier Elementen verwendet werden.
Der Erfindung nach wird eine solche Anordnung noch weiter derart ausgestaltet, dass sich die Glieder dieser Kette nach ihrem Zusammenfügen bei allen im normalen Betriebe möglichen gegenseitigen Lagen nicht voneinander trennen können.
Auf der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen einer Universalgelenkverbindung entsprechend der Erfindung dargestellt. Fig. 1 ist eine Seitenansicht der vier die Übertragung bildenden Elemente. Fig. 2 ist eine entsprechende Aufsicht zur Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Zwischenelemente. Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt der miteinander vereinigten Gelenkverbindung, wobei die eine Welle in der Verlängerung der andern Welle liegt. Fig. 5 ist eine Aufsicht dieser Verbindung, jedoch bei einer Lenkstellung der Räder. Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt durch die Gelenkverbindung bei einer andern Winkelstellung der Wellen zueinander. Die Fig. 7 zeigt die zusammengesetzte Gelenkverbindung im Innern eines Radzapfens.
Auf der Zeichnung ist mit 1 das äussere Ende der Motorwelle bezeichnet, die in eine Gabel in Gestalt eines Kreisbogens endigt. Bei der Vereinigung der Teile der Gelenkverbindung greift die Gabel 2 in eine kreisförmige Nut 3 eines metallischen Kugelkörpers 4 ein, der das eine der Zwischenelemente der Verbindung bildet. Diese Verbindung mittels Nut und Gabel ist im übrigen gleichwertig einer einfachen Gelenkverbindung der Elemente 1 und 4 in solcher Art und Weise, dass sie um die senkrechte Achse x, x in der Ebene der Nut gegeneinander verdrehbar sind. Entsprechend der Erfindung erstreckt sich die Gabel 2 über einen Umfangsbogen von mehr als 180 und die entsprechende Nut 3 der Kugel 4 findet auf der der normalen Lage der Gabel 2 gegenüberliegenden Seite ihre Fortsetzung in einer Einkerbung 5'.
Um die einen Umfangsbogen von mehr als 1800 besitzende Gabel in die Nut 3 einführen zu können, muss die Gabel zunächst um 900 gegenüber ihrer normalen Lage verdreht werden, damit der eine Schenkel der Gabel in die Einkerbung 5'eintreten kann, worauf die Gabel in die Normallage zurückgeführt wird und alsdann in der Nut 3 liegt. Die Gabel umfasst dann die Nut auf einem Winkel von mehr als 180 , so dass die Gabel 2 und die Kugel- derart miteinander verbunden sind, dass sie nicht voneinander gelost werden können, sofern nicht ihre Winkeldrehung gegeneinander einen gewissen Grenzwert überschreitet, der in der Praxis nie erreicht wird.
In gleichartiger Weise endigt auch die angetriebene Welle 6 in eine Gabel 7, die in eine Nut 10 des zweiten kugelförmigen Zwischenelementes 9 eingreift. Die Verbindung zwischen
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
flächen bildet, die parallel zur Achse x, x stehen und in eine zugehörige Nut passt. Dieser Teil hat, wie bereits gesagt, eine Einkerbung 51 in der Verlängerung der Nut 3, um die Gabel 2 in die Nut 3 zwecks Verbindung der Gabel 2 mit der Kugel 4 einführen zu können.
Die Kugel 9 ist mit der Nut 10'mit zur Achse y, y parallelen Flächen versehen, die die Feder 5 der Kugel 4 aufnimmt, die mit sanfter'Reibung in dieser Nut gleiten kann. Wenn die Feder 5 in diese Nut 10'eingeführt ist, können die beiden Kugeln 4,9 sich gegeneinander verschieben, aber es ist klar, dass während dieser Bewegung die Achsen x, x und y, y immer in der gleichen Ebene bleiben.
Die Arbeitsweise dieses Universalgelenks ist insbesondere im Hinblick auf die Fig. 4-6 leicht verständlich. Die Fig. 4 zeigt die antreibende Welle in Linie mit der angetriebenen Welle. Bei dieser Lage der Teile ist es augenscheinlich, dass die gesamte Vorrichtung sich als einheitlicher Block um die Achse der beiden Wellen dreht.
In den Fig. 5-und 6 bilden die beiden Wellen einen gewissen Winkel zueinander.
Wenn man die Welle 1 in Drehung versetzt, nimmt sie die Kugel 4 mit, die sich dabei durch Gleiten der Feder 5 in der Nut 101 gegenüber der Kugel 9 verschwenkt. Anderseits wird die Drehbewegung durch die Feder 5 und Nut 10'auf die Kugel 9 übertragen, welche ihrerseits die Welle 6 mitnimmt.
Da die Achsen x, x und y, y durch die mechanische Verbindung der Kugeln 4 und 9 ständig in derselben Ebene erhalten werden und die Achsen mit den Wellen 1 bzw. 6 verbunden sind, ist es offenbar, dass die Drehbewegungen der Wellen 1 und 6 symmetrisch mit Bezug auf ihre Doppelsektorebene und infolgedessen synchron sein müssen.
In Fig. 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Verbindung dargestellt. Bei dieser sind die Kugeln 4 und 9 durch zwei einander ähnliche Kugeln 4a ersetzt, von denen jede mehrere Federn 5 a und Nuten 10 a besitzt, die ineinandergreifen. Das erzielte Ergebnis ist das gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
In Fig. 7 ist die Anordnung eines Universalgelenks entsprechend der Erfindung im Innern eines Achszapfens eines Rades dargestellt, das gleichzeitig Antriebs-und Lenkrad eines Automobils ist. Der Zapfen 12 hat einen Hohlraum von fast halbkugelförmiger Gestalt 13, an den sich ein mit Innengewinde versehener Ansatz 14 anschliesst. Im Innern dieses Hohlraumes 13 sind die kugelförmigen Kupplungsteile 4 und 9 des Universalgelenks angeordnet.
Den Hohlraum 13 überdeckt ein hohlkugelförmiger Teil 16. Er wird mittels eines Ringes 1'7 an Ort und Stelle gehalten, der in den mit Innengewinde versehenen Ansatz 14 des Achszapfens einzuschrauben ist. Das Stück 16 kann sich nach allen Richtungen im Innern des Hohlraumes 13 in Art eines Kugelgelenks drehen, indem es den Bewegungen der Antriebswelle 1 folgt, auf der es mit einem hülsenförmigen Ansatz befestigt ist.
Die durch die Kugel 9 mitgenommene angetriebene Welle 6 durchdringt den hintern Teil 11 des Zapfens 12, der Rollen 18 trägt, die ihrerseits dazu bestimmt sind, die Nabe 19 des Rades zu tragen. Diese Nabe 19 ist durch einen Befestigungsring und einen Bolzen 20 auf der Welle 6 befestigt, so dass sie die Bewegung der Welle 6 mitmacht. Das äussere Ende der Nabe 19 ist durch die übliche Kappe 22 abgeschlossen.
Die beschriebene Einrichtung gestattet den Wellen 1 und ss, sich zueinander in irgendeiner Richtung einzustellen} so dass sich das Rad um eine senkrechte Achse dreht, wenn man es in den Kurven schräg stellt. Gleichzeitig kann das Rad in senkrechter Richtung nachgeben, um den Unebenheiten des Weges zu folgen, ohne dass dank der Universalverbindung seine Drehbewegung irgendeiner Gegenwirkung unterliegt.
Wenn auch die Erfindung in Anwendung auf die Übertragung der Bewegung auf Räder beschrieben ist, die gleichzeitig Antriebs-und Lenkräder eines Automobils sind, so kann sie naturgemäss auch überall dort verwendet werden, wo man eine Drehbewegung von einer Welle auf eine andere Welle übertragen will.