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Elastisches Schubgelenk.
Im Kraftfahrzeugbau wird'die Kardanwellenleitung in einem Gehäuse eingeschlossen, das an einem Ende am Differentialgetriebekasten und am andern Ende am Fahrzeugrahmen gelenkig befestigt ist. Dieses Gehäuse hat hauptsächlich den Zweck, die beim Anfahren und Bremsen auftretenden
Schubkräfte aufzunehmen, die Wellenleitung also zu entlasten, anderseits muss es auch genügend , Bewegungsfreiheit besitzen, um die durch das Reaktionsmoment des Hinterachsantriebes bedingten
Verdrehungen zulassen zu können.
Man verwendete bisher ein metallenes Kugelgelenk, das an dem einen Ende des Gehäuses die
Kardankupplung umschloss und gleichzeitig die Befestigungsstelle des Gehäuses am Fahrzeugrahmen darstellte. Der Nachteil dieses Gelenkes besteht vor allem in seiner Herstellungsschwierigkeit und dann in dem Umstand, dass es geschmiert werden muss. Man ging deshalb dazu über, solche Gelenke als elastische Schubgelenke auszubilden, doch konnte man bald die Erfahrungen machen, dass von dem Kugelgelenk nicht in jeder Richtung der gleiche Verdrehungswinkel gefordert wird, was zur
Zerstörung solcher elastischer Gelenke führt. Der Grund zu der Verschiedenheit der Verdrehungswinke] in bestimmten Richtungen liegt darin, dass im allgemeinen der Hebelarm von Mitte Gelenk bis Mitte Hinterachse wesentlich grösser ist als der Hebelarm, der duich die halbe Spurweite bestimmt wird.
Hiedurch wird bei gleicher Sprunghöhe des Rades der Verdrehungswinkel in der zur Fahrtrichtung senkrechten Ebene bedeutend grösser als jener in der in Fahrtrichtung liegenden Ebene. Der erforderliche Grad der erhöhten Winkelverschieblichkeit in der zur Fahrtrichtung senkrechten Ebene lässt sich bei einem Gummikugelgelenk, dessen Gummi festhaftend mit den Metallteilen verbunden ist, nicht immer erreichen, weil es infolge des zur Verfügung stehenden nur kleinen Raumes oft nicht möglich ist, dem Gummi des Kugelgelenkes die für die erwünschte Beweglichkeit notwendige Stärke zu geben.
Wollte man dagegen den Gummi zwischen die beiden Kugelschale des Gelenkes lediglich zur Pressung einbringen, dann würde der Pressdruck infolge des unvermeidlichen Verschleises bald verschwunden sein und das Gelenk würde im weiteren Verlauf seiner Benutzung bald unbrauchbar werden.
Von der Erkenntnis ausgehend, dass trotz aller dieser Schwierigkeiten das elastische Kugelgelenk für den beschriebenen Zweck besonders geeignet und erwünscht ist, weil seine Vorteile gegenüber dem leinen Metallgelenk, nämlich Fortfall der Schmierung, einfachere Herstellung ohne besondere Präzisionsarbeit und schliesslich die Fernhaltung von durch das Triebwerk hervorgerufenen Erschütterungen vom Fahrgestell, sehr hoch bewertet werden müssen, ist durch die vorliegende Erfindung die Verwendungsmöglichkeit des elastischen Kugelgelenkes in Gestalt eines Doppelsehub- gelenkes ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein an sich bekanntes, aus einem zwischen zwei konzentrischen, hohlkugeligen Metallschale festhaftend angeordneten Gummikörper bestehendes Kugelgelenk mit seiner äusseren Metallschale durch geeignete Mittel am Fahrzeugrahmen, mit seiner inneren Metallschale unter Zwischenschaltung eines weiteren, an sich bekannten ringförmigen Gummimetallgelenkes an dem rohrförmigen Gehäuseteil der Kardanwelle befestigt ist, so dass eine allseitige, allen Anforderungen angepasste Winkelbeweglichkeit erzielt wird.
Es ist leicht einzusehen, dass ein solches Sehubgelenk jede gewünschte Winkelverstellung des Gehäuses zu erreichen möglich macht, da man es bei vorgeschriebener Stärke des hohlkugelförmigen Gummikörpers noch immer in der Hand hat, die Nachgiebigkeit der Gummimetallseheiben durch
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Will man die Nachgiebigkeit des Gelenkes besonders steigern, so kann man dies dadurch erreichen, dass der zwischen den metallschale festhaftend angeordnete Gummikörper durch in Axialebenen verlaufende Schlitze oder Fugen zwecks Vergrösserung seiner Nachgiebigkeit in mehrere Blöcke aufgeteilt ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung in ihrem Aufbau erläutert.
Gemäss der Abbildung stellen die Wellenabschnitte 1 und 2 zusammen mit der Kupplung 3 einen Teil der nachgiebigen Wellenleitung dar. Die Kupplung wird von einem elastischen Kugelgelenk umhüllt, das aus zwei hohlkugelig gestalteten konzentrischen Metallscheiben besteht, zwischen denen der Gummikörper 4 festhaftend angeordnet ist. In der Abbildung ist'Mspiebweise die äussere Metallschale aus zwei Teilen 5 und 6 gebildet, die an ihrem grössten Kugelkreis in Flanschen auslaufen, längs welcher die Befestigung an dem Fahrzeuggestell mittels Schrauben 7 vorgenommen'werden kann.
Die innere Metallscheibe 8 läuft an ihrem einen Ende in einen-möglichst harzen rohrförmigen Stutzen 9 aus.
Die Verbindung der inneren Metallschale 8 mit dem rohrförmigen Gehäuse 10 erfolgt unter Zwischenschaltung eines ringförmigen Gummimetallgelenkes, das-as zwei an einem Gummiring 11
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Die äusseren und inneren Metallschalen können zur Begrenzung der axialen Verschiebung, wie in der Abbildung-dargestellt, auf einer oder wenn notwendig auch auf beiden Seiten umgebördelt sein, so dass eine in axialer Richtung etwa auftretende Kraft entsprechend'hart aufgenommen wird.
Dieses elastische Doppelgelenk wirkt nun in folgender Weise : Wird das Gehäuse 10 in einer Querebene verdreht, dann wird diese Verdrehung wesentlich bestimmt durch die-Schubverformung des scheibenförmigen Gummikörpers H, zu der dann noch ein Betrag aus der Schubverformung des kugelförmigen Körpers 4 hinzutritt. Wird dagegen das Gehäuse 10 in seiner Längsebene verdreht, dann kommt die Schubverformung des hohlkugelförmigen Gummikörpers im Kugelgelenk in erster Linie für seine Winkelverschieblichkeit in Frage, während eine Zug-Druck-Verformung des ring-
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beim Anfahren und Bremsen werden sowohl von dem Gummikugèlgelenkals auch von der ringförmigen Gummiseheibe aufgenommen, und man hat es leicht in der'Hand, die Härte dieser Aufnahme in gewinschten Grenzen zu halten.
Die Erfindung-ist auf die Anwendung als Gelenk nicht beschränkt, sondern wird mit Vorteil auch als drehmomentübertragende Kupplung anzuwenden sein. Sie ist überall dort anch als Kardangelenk geeignet, wo es darauf ankommt, bei kleiner axialer Verschieblichkeit eine grosse und allseitig wirkende, selbstzentrierende Nachgiebigkeit in der Ebene senkrecht zur Wellenachse zu erreichen.
Die in den Ausführungsbeispielen mit dem festen und mit dem schwingenden Teil verbundenen
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elastisches Sehubgdenk, bestehend aus zwischen Metallteilen festhaftend angeordneten Gummikörpern, für die Einkleidung von Kardanwellen an Fahrzeugen aller Art, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein an sich bekanntes, aus einem zwischen zwei konzentrischen, hohlkugeligen Metallschalen festhaftend angeordneten Gummikörper bestehendes Kugelgelenk mit reiner äusseren Metall- schale am Fahrzeugrahmen, mit seiner inneren Metallschale unter Zwischenschaltung eines weiteren, an sich bekannten ringförmigen Gummimetallgelenkes an dem rohrförmigen Gehäuseteil der Kardan- , velleneinkleidung befestigt ist, so dass eine allseitige, allen Anforderungen angepasste Winkelbeweglichkiet erzielt wird.