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Vorrichtung zum Begrenzen der Relativbewegungen zweier durch ein elastisches kardanisches Gelenk miteinander verbundener Wellen
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Begrenzen der Relativbewegungen zweier durch ein elastisches kardanisches Gelenk miteinander verbundener Wellen, wobei das Ende jeder Welle einen Flansch trägt, der mittels Schrauben od. dgl. mit einem zwischen den Flanschen angeordneten elastischen Glied verbunden ist.
Bekannt sind Zentriervorrichtungen für elastisch miteinander gekuppelte Wellen, bei denen die beiden Wellenenden zueinander durch ineinandergreifende Zapfen und Büchsen zentriert sind. Diese Zapfen und Büchsen besitzen ein Lagerspiel, das Dreh- und Schwenkbewegungen und gegebenenfalls auch Axialbewegungen zulässt, aber radiale Bewegungen der beiden Wellenenden zueinander verhindert. Die beiden Teile der Zentriervorrichtung befinden sich dabei stets in gegenseitiger Berührung, so dass während des Betriebes dauernd Reibbewegungen auftreten, die eine Abnützung der Zentriervorrichtung zur Folge haben. Es sind ferner Ausführungen derartiger Zentriervorrichtungen bekannt, bei denen diese Abnützungen durch eine besondere Lagerausbildung, z. B. durch Verwendung von Wälzlagern, verringert werden sollen.
Diese Ausführungen bringen jedoch eine weitere Verteuerung der Gelenke mit sich, ohne die Abnützungerscheinungen völlig beseitigen zu können.
Von der Erkenntnis ausgehend, dass bei elastischen Gelenken eine gewisse Selbstzentrierung gegeben ist und es in der Regel genügt, für eine Begrenzung der bei kurzzeitigen Stossbelastungen auftretenden maximalen Relativbewegungen der Wellenenden zu sorgen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine derartige Begrenzung bei geringem Aufwand dauerhaft und zufriedenstellend gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung der Aussendurchmesser des an einem Wellenende befestigten Zapfens um einen der zulässigen radialen Relativbewegung der Wellen entsprechenden, eine dauernde gegenseitige Berührung von Wellenzapfen und Büchse verhindernden Betrag kleiner als der Innendurchmesser der auf dem andern Wellenende befestigten Büchse.
Damit werden dauernde Reibbewegungen zwischen Zapfen und Büchse und demnach auch die Abnützung dieser Teile unterbunden. Bei auftretenden stärkeren Belastungen mit der Folge eines exzentrischen Laufes der Wellenenden zueinander tritt die Vorrichtung gemäss der Erfindung in Tätigkeit und verhindert grössere Abweichungen und damit Schäden am Gelenk : auch axiale Verschiebungen der Wellenteile gegeneinander werden in unschädlichen Grenzen gehalten.
Gemäss der Erfindung trägt hiezu der am einen Wellenende befestigte Zapfen einen abgesetzten, schwächeren Endzapfen, mit dem er zusammen einen Bund bildet, welcher der freiliegenden Stirnfläche der am andern Wellenende befestigten Büchse mit einem der zulässigen axialen Relativbewegung der beiden Wellen entsprechenden Abstand gegenüber steht. Die Büchse weist, an ihrem freien Ende beginnend, über einen schmalen Bereich einen zur Führung des Zapfens vorgesehenen Hohlzylinderteil von bestimmtem Innendurchmesser auf und erweitert sich anschliessend an diesen Bereich von diesem Durchmesser aus.
Dadurch wird erreicht, dass die Stirnkante des Zapfens bei dessen Bewegungen innerhalb der Büchse nicht an der Innenwand der letzteren schaben kann.
Die Büchse kann in vorteilhafter Weise ein Teil eines Blechpressteile sein, der von der Erweiterung der Büchse ausgehende sternförmige Arme zur Befestigung an dem Flansch eines der Wellenenden besitzt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, u. zw. zeigt die Fig. 1 ein elastisches kardanisches Gelenk für die Radantriebswelle eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Begrenzen der Relativbewegungen der beiden miteinander verbundenen Wellen und die Fig. 2 eine als Blechpressteil ausgebildete Führungsbüchse für den am gegenüberliegenden Wellenende angeordneten Zapfen, nach Fig. 1.
Zwischen den Enden der Getriebewelle 1 und der Gelenkwelle 2, die die Antriebsverbindung vom Achsgetriebe zum Antriebsrad herstellt, ist ein elastisches, kardanisches Gelenk 3 angeordnet. Dieses Gelenk 3 hat die Aufgabe, beim Durchfedern des Antriebsrades auftretende Winkelausschläge der Gelenkwelle 2 zu ermöglichen. Das Gelenk 3 besteht im wesentlichen aus einem elastischen Ring 3', der zwischen Blechplatten 4 zur Befestigung an den Flanschen l'und 2'mittels Schrauben 5 in Segmente aufgeteilt und zwischen diesen Blechplatten 4 unter Vorspannung einvulkanisiert ist. Der elastische Ring 3'besitzt eine gewisse Selbstzentrierung, die auf Grund seiner Vorspannung einen Wert aufweist, der für alle normalerweise auftretenden Belastungen durch das Antriebsmoment des Motors ausreicht.
Bei allfälligen Stossbelastungen durch ruckartiges Greifen der Kupplung oder plötzliches Abbremsen der Antriebsräder usw. kann der Ring 3'die notwendige Zentrierwirkung jedoch nicht mehr aufbringen. Insbesondere wenn ein derartiger Stoss bei gleichzeitigem grösseren Winkelausschlag des Gelenkes 3 eintritt, entstehen durch die Versetzung der Blechplatten 4 freie radiale und axiale Kräfte. Diese bewirken eine Dezentrierung und axiale Bewegung der Flansche l'und 2'gegeneinander. Um Schäden am Ring 3'oder sogar eine unmit-
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lenenden eine aus einem Zapfen 6 und einer Büchse 7 bestehende Vorrichtung vorgesehen, welche die radialen und axialen Bewegungen der beiden Flansche auf ein. zulässiges Mass begrenzt. Der Zapfen 6 ist dabei am Flansch 2'in einer Bohrung 2"zentriert und verschweisst.
Er trägt einen abgesetzten, schwächeren Endzapfen 6", mit dem er zusammen einen Bund 6'bildet. Der Bund 6'steht der freiliegenden Stirnseite der Büchse 7 mit einem der zulässigen axialen. Relativbewegung der beiden Wellen 1, 2 entsprechenden Abstand gegenüber. Der abgesetzte, schwächere Endzapfen 6" ragt in die Büchse 7 hinein.
Sein Aussendurchmesser ist um einen, der zulässigen radialen Relativbewegung der Wellen 1, 2 entsprechenden Betrag kleiner als der Innendurchmesser der Büchse 7. Diese ist aus einem sternförmigen Blechpressteil geformt, dessen Arme 7'mit den Schrauben 5 am Flansch l'der Getriebewelle 1 befestigt sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Begrenzen der Relativbewegungen zweier durch ein elastisches kardanisches Gelenk miteinander verbundener Wellen, wobei das Ende jeder Welle einen Flansch trägt, der mittels Schrauben od. dgl. mit einem zwischen den Flanschen angeordneten elastischen Glied verbunden ist und wobei das eine Wellenende mit einer Büchse und das andere Wellenende mit einem in diese hineinragenden Zapfen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Zapfens (6") um einen der zulässigen radialen Relativbewegung der Wellen (1, 2) entsprechenden, eine dauernde gegenseitige Berührung von Wellenzapfen und Büchse verhindernden Betrag kleiner ist, als der Innendurchmesser der Büchse (7).