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Nachgiebige Kreuzgelenkkupphmg.
Die Erfindung bezieht sich auf Kreuzgelenkkupplungen (Kardangelenke), wie sie insbesondere für die Verbindung der Getriebewelle mit der Differentialwelle bei Kraftfahrzeugen Verwendung finden.
Es sind Kupplungen dieser Art bekannt, bei denen die Kraftübertragung zwischen den Gabelköpfen der zu kuppelnden Wellenenden durch Vermittlung von elastisch nachgiebigen Blöcken erfolgt, die in ein ringförmiges Gehäuse eingebaut sind, in das von innen die Arme der Gabelköpfe hineinragen, derart, dass je zwei benachbarte Arme durch ein oder mehrere elastische Blöcke getrennt sind. Bei derartigen Kupplungen ist es dringend erwünscht, dass die elastischen Blöcke eine erhebliche Vorspannung aufweisen. Diese kann ihnen beim Einbau in das ringförmige Gehäuse durch entsprechende Wahl ihrer Abmessungen gegenüber den Abmessungen des ihnen im Gehäuse zur Verfügung stehenden Raumes oder auch nach dem Einbau durch eine besondere Spannvorrichtung erteilt werden.
Durch die Erteilung einer solchen Vorspannung ergeben sich aber bei der bisher üblichen Verwendung von vulkanisiertem Gummi als Baustoff für die Blöcke unter Umständen Schwierigkeiten. Wählt man den Gummi möglichst elastisch, was an sich z. B. unter dem Gesichtspunkt der Erzielung eines guten Wirkungsgrades der Kraftübertragung erwünscht ist, so ist eine sehr hohe Vorspannung erforderlich, damit die zu übertragenden Umfangskräfte mit möglichst kleinen Hebelarmen aufgenommen werden können, die Abmessungen der Kupplung also nicht zu gross ausfallen.
Es ergibt sich aber dann der Übelstand, dass der weiche Gummi in die zwischen den Armen der Gabelköpfe und den sie aufnehmenden Durchlassöffnungen des Kupplungsgehäuses befindlichen Zwischenräume dringt und hier im Laufe der Zeit zerquetscht oder sonstwie beschädigt wird. Diese Beschädigungen greifen leicht auch auf die übrigen Teile der Gummikörper über. Wählt man, um diesen Übelstand zu vermeiden, einen härteren Gummi als Baustoff für die Zwisehenstiieke, so wird wegen der geringeren Elastizität einerseits der Wirkungsgrad der Kraftübertragung herabgesetzt, da bei der vielfach auftretenden stossweisen Be-
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Zusammenpressen der Gummimasse aufgenommenen Arbeit bei der Entlastung wieder gewonnen wird ; anderseits unterliegen die aus hartem Weichgummi gefertigten Blöcke wegen der starken inneren Reibung einer baldigen Zerstörung.
Es hat sich nun herausgestellt, dass es möglich ist, die guten Eigenschaften, insbesondere die hervorragende Elastizität, des Weiehgummis mit der grösseren Widerstandsfähigkeit und der grösseren Aufnahmefähigkeit für starke Kräfte, wie sie dem härteren Weichgummi eigen sind, miteinander zu vereinigen, ohne die Nachteile der beiden Gummiarten in Kauf zu nehmen, wenn man als Baustoff für die elastischen Blöcke bei Kupplungen der eingangs gekennzeichneten Art ein im nachstehenden mit Filzgummi"bezeichnetes Material verwendet, das aus einem mit Fasern innig durchsetzten Weichgummi besteht und das beispielsweise in der weiter unten beschriebenen Weise hergestellt wird. In dieser Verwendung liegt eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung.
Ein weiteres Erfindungmerkmal besteht in der Schaffung besonderer Mittel, um den elastischen Blöcken von Kupplungen der genannten Art die erwünschte Vorspannung zu geben. Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich im Verlaufe der nachstehenden Beschreibung und sind in den Ansprüchen gekennzeichnet.
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In der Zeichnung, die eine gemäss der Erfindung ausgeführte Kupplung beispielsweise veranschaulicht, zeigt Fig. 1 die Kupplung in Richtung der Achse gesehen, u. zw. in der oberen Hälfte in einem quer zur Achse geführten mittelschnitt, in der unteren Hälfte in Ansicht ; Fig. 2 zeigt die Kupplung in einem Radialschnitt (obere Hälfte) bzw. in Ansicht (untere Hälfte) ; Fig. 3 veranschaulicht ein Paar der elastischen Blöcke in Ansicht vom Umfange her.
In Fig. 1 ist mit 1 die zu dem Gabelkopf 2,2 gehörige Welle bezeichnet. Von dem zu der andern Welle gehörigen Gabelkopf ist in Fig. l nur ein Teil der einen Klaue 3 dargestellt. In Fig. 2 sind die Wellen und Gabelköpfe ganz weggelassen.
Die Gabelarme 2 und. 3 ragen durch Öffnungen 5, die ein gewisses Spiel der Arme zulassen, in das Innere des ringförmigen Gehäuses 4, das aus zwei symmetrischen Hälften besteht. Zwischen je einem Arm 2 und 3 befinden sich zwei vorzugsweise aus Filzgummi bestehende Blöcke 7,7 und zwischen je zwei Blöcken ein. drittes Gummistück 9, das von einem der gleichzeitig zum Zusammenhalten der beiden Gehäusehälften dienenden Schraubbolzen 8 durchquert wird.
Während das Querschnittsprofil der Blöcke 7, 7 dem lichten Profil des Hohlraumes des Gehäuses 4 entspricht, weist das Zwischenstück 9, wie im oberen Teil der Fig. 2 durch die gekrümmten, gestrichelten Linien angedeutet ist, eine erheblich grössere Ausdehnung in der Axialrichtung'auf, so dass die Stücke 9, wenn sie beim Anziehen der Muttern. 10 der Schraubbolzen in axialer Richtung zusammengepresst werden, ihrerseits die Blöcke 7 in der Umfangsrichtung zusammendrücken und ihnen dadurch die erforderliche Vorspannung erteilen.
Die Zwischenstücke 9 werden zweckmässig aus weicherem Gummi hergestellt als die Blöcke 7.
Statt die Blöcke 7 und die Zwischenstücke 9 aus homogenem Gummi oder aus Gummifilz herzustellen, kann man insbesondere als Material für die Stücke 7 auch durch Gewebeeinlagen verstärkten Gummi
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gedeutet ist, in Richtung von den Gabelarmen 2 und 3 nach dem mittleren Stück 9 zu zunehmen lässt. An der mit 6 bezeichneten Scheitelstelle der Blöcke'7 bzw. des damit in Eingriff stehenden Gabel-
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geringe Bewegungen und Walkarbeit an der Stelle der Kraftübertragung auftreten. Hiedurch wird übermässige Erhitzung und übermässiger Verschleiss vermieden.
Bei Herstellung des mit besonderem Vorteil als Material für die elastischen Blöcke benutzten
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Bei Verwendung von Baumwollfasern als Füllstoff für den Gummi geht man zweckmässig von einem Baumwollfaservliess aus, wie es in Baumwollspinnereien von der Krempelmaschine kommt. Dieses Vliess wird zusammen mit einem entsprechend breiten Bande aus mit einem Vulkanisierungsmittel versetztem Rohgummi zu einer Rolle aufgewickelt, wobei sich das Faservliess in die verhältnismässig weiche Masse des Gummibands eindrückt und deshalb an dem Bande haftet. Da das von der Krempelmaschine kommende Faservliess bekanntlich sehr dünn und locker ist und deshalb eine geringe Reissfestigkeit besitzt, wird es der Walze, auf der es zusammen mit dem Gummiband aufgewickelt wird,
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Rolle aufgewickelt war.
Es entsteht auf diese Weise eine Rolle, deren Wickellagen abwechselnd aus Papier, Faservliess und Gummi bestehen. Diese Rolle wird nun wieder abgewickelt, wobei das Papierband vorsichtig abgezogen wird. Das Faservliess bleibt dabei am Gummi hängen und das so gebildete Verbundband wird auf einem Tisch geführt, wo es durch Querschnitte in Stücke von etwa quadratischer Form unterteilt wird.
Von diesen Stücken werden ungefähr immer zwanzig aufeinandergestapelt und die Stapel in einer Presse unter verhältnismässig leichtem Druck zusammengepresst. Aus den auf diese Weise gebildeten Tafeln, die eine Dicke von etwa 5 mm besitzen, werden dann kleinere Stücke ausgeschnitten, die in Form und Grösse ungefähr dem Querschnitt der herzustellenden elastischen Blöcke entsprechen.
Von diesen kleinen Stücken werden wieder so viel aufeinandergestapelt, dass die Höhe des Stapels ungefähr der Länge des herzustellenden Stückes entspricht. Diese Stapel werden durch Beschneiden der Kanten usw. auf die der endgültigen Gestalt der Blöcke entsprechende Rohform gebracht und in einer Vulkanisierform, deren Hohlräume genau der endgültigen Gestalt der in die Kupplung einzubauenden Blöcke entsprechen, unter Druck-und Hitzeanwendung vulkanisiert. Nach dem Herausnehmen aus der Form können die Stücke dann ohne weiteres in die Kupplung eingebaut werden.
Dabei kann man die eingangs erwähnte Vorspannung entweder dadurch erreichen, dass man die Abmessungen der Blöcke, insbesondere in der Umfangsrichtung, grösser wählt als die betreffenden Abmessungen der die Blöcke aufnehmenden Hohlräume des Kupplungsgehäuses, oder aber man kann, wie oben beschieben wurde, den Blöcken, deren Abmessungen dann im wesentlichen dieselben sein können wie die Innenabmessungen der sie aufnehmenden Hohlräume, nach dem Einbringen in das Kupplungsgehäuse durch an diesem vorgesehene besondere Spannvorrichtungen die erwünschte Vorspannung nachträglich erteilen.
Die Herstellung des als Baustoff für die elastischen Blöcke dienenden Gummifilzes kann natürlich auch in anderer Weise erfolgen. Z. B. kann man in der Weise vorgehen, dass man das Faservliess mit einer Gummilösung tränkt, indem man das Vliess beispielsweise durch ein die Lösung enthaltendes
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Gefäss führt. Nach oberflächlichem Abpressen der Gummilösung wird dann eine grössere Anzahl von
Lagen der getränkten Faservliessstücke aufeinandergebraeht und gepresst.
Die so gebildete Platte wird dann in der oben beschriebenen Weise in einzelne Stücke unterteilt, die der ungefähren Quer- schnittsform der herzustellenden Blöcke entsprechen, und diese Platten werden, wie oben beschrieben, zur Bildung der Rohformstücke wieder in grösserer Anzahl aufeinandergestapelt, zugerichtet und vulkanisiert, wodurch die zum Einbau in die Kupplung bestimmten Blöcke in der endgültigen Form entstehen.
Statt von Baumwollfasern kann man natürlich auch von anderm Fasermaterial, z. B. Wolle in Filzform, Abfällen der Seidenspinnerei usw., ausgehen. Wesentlich ist, dass das Füllmaterial in Form der elementaren Fasern, also nicht in Faden-oder gar Gewebeform gebunden, in die Gummimasse eingebettet wird, so dass die letztere jede einzelne Faser umhüllt, wodurch eine besonders innige Verbindung der Gummimasse mit dem Fasermaterial erzielt wird, die auch den stärksten Walkbean- spruehungen standhält, ohne die Elastizität erheblich zu beeinträchtigen. Trotz der verhältnismässig hohen Elastizität wird der Filzgummi unter starkem Druck nicht so plastisch, dass er, wie es bei Weichgummi der Fall ist,
in die Zwischenräume zwischen den Armen der Gabelköpfe und den sie aufnehmenden Durchbrechungen des Kupplungsgehäuses sowie in sonstige Spalten und Vertiefungen eindränge und dort durch das Arbeiten"der Kupplungshälften zermürbt würde.
Zu bemerken ist noch, dass die elastischen Blöcke der in der Zeichnung veranschaulichten Kupplung natürlich statt aus Filzgummi"auch aus einem andern geeigneten elastisehen Material, insbesondere aus nicht mit Fasereinlagen versehenem Weichgummi von geeigneter Zusammensetzung, bestehen können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elastische Gelenkkupplung mit auf den zu kuppelnden Wellenenden sitzenden, winklig gegeneinander versetzten Gabelköpfen, zwischen deren Armen ringsektorförmige elastische Blöcke eingepasst sind, die zusammen mit den Gabelarmen in ein ringförmiges Gehäuse eingeschlossen sind, in dem sie zwecks Erzielung der gewünschten Vorspannung nach dem Zusammenbau der Kupplung in der Umfangsrichtung zusammengepresst werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenpressen der elastischen Blöcke (7, 7) mit Hilfe von zwischen je zwei Blöcken liegenden, gleichfalls elastischen Zwisehenkörpern (9) durch Zusammenpressen der letzteren quer zur Umfangsrichtung erfolgt.