Gelenkkupplung. Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupp lung zwischen zwei im Winkel zueinander verstellbaren Wellen. Es sind verschiedene Gelenkkupplungen bekannt, welche die Dre hung der einen Welle genau ,gleich auf die Abtriebswelle übertragen, das heisst die bei .den üblichen Kardangelenken auftretenden Differenzen der Drehgeschwindigkeit der beiden Wellen nicht ergeben. Diese soge nannten Gleichganggelenke bestehen aber durchwegs aus vielen Einzelteilen, Lagern, Gelenkpfannen und Führungsmitteln.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Verwendung loser Hebel, Rollen und dergleichen zu vermeiden und erreicht dies .dadurch, dass die Kupplung der beiden gegeneinander winkelbeweglichen Wellen durch zwei Kegelverzahnungen erfolgt, deren Flanken nach sphärischen Evolventen ge formt sind, die, wie in,der Beschreibung noch näher erklärt wird, auf einer ihren Mittel punkt im Schnittpunkt der beiden Wellen achsen. besitzenden Kugeloberfläche liegen, während die "gewöhnliche" Evolvente eine in einer Ebene sich ausdehnende Kurve ist.
Die Zahnflanke in Form einer sphärischen Evolvente der genannten Art hat die Eigen echaft, über ,den ganzen, durch die Zahntiefe begrenzten Winkelbereich der Wellenachsen eine exakte ,gleichförmige Antriebsübertra gung zu ergeben. Die Zahnflanken können gefräst, gehärtet und geschliffen und mit grosser Genauigkeit hergestellt werden. Da mit die Kupplung auch in gestreckter Lage der beiden Wellen zuverlässig schliesst, sind die Zähne so hoch, dass sie .sich auch in die ser Lage noch überdecken und demnach als reine Klauenkupplung wirken.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Beispiele .des Erfindungsgegenstandes.
Fig. 1 zeigt ein Wellengelenk bei ge streckten Wellen.
Fig. 2 zeigt ein Gelenk angewendet bei einer schwenkbaren Abtriebswelle, die mit einer in einem Gehäuse gelagerten Antriebs welle gekuppelt ist. Wirkungsbleiche Teile. sind in beiden Figuren mit bleichen Bezugszeichen ver sehen.
Fig. 1 zeigt die beiden Kupplungsteile 1 mit den Kegelverzahnungen 2. Die Kupp lungsteile besitzen innen je eine Kugel pfanne, in die eine Stahlkugel 3 eingelegt ist. Aussen sind die beiden Kupplungsteile 1 im Bereich der Verzahnungen<B>2</B> kugelig geformt und werden durch eine aus zwei Teilen zu- sammengeschraubten Kugelschale 4 zusam menbehalten. Die Schale dreht sich mit, so dass die Reibung klein ist, und begrenzt durch passende Bemessung der Durchgangsboh rungen 4' den Wellenausschlag auf den zu lässigen 'Winkel. Die Zeichnung lässt erken nen, dass die Zähne: sich bei gestreckten Wel len noch etwas überdecken und damit als reine Klauenkupplung wirken.
Die Flanken der Kegelverzahnungen 2 sind nach sphärischen Evolventen geformt, die auf einer ihren Mittelpunkt im Schnitt punkt der beiden Wellenachsen besitzenden Kugelfläche liegen. Im Vergleich zur "ge- wöhnlichen" bezw. ebenen Evolvente kann die sphärische Evolvente geometrisch folgen dermassen gedeutet werden: Wenn der Grosskreis einer Kugelober fläche sich an einem zweiten, kleineren Kreis derselben Kugeloberfläche ohne zu gleiten abrollt, indem die Grosskreisebene auf einem durch den Kleinkreis und den Kugelmittelpunkt bestimmten Kegel ohne zu gleiten abrollt, so beschreibt jeder Punkt des Grosskreises auf der Kugeloberfläche eine sphärische Evolventenkurve.
Diese sphä rische Evolvente ergibt eine kinematisch richtige Bewegungsübertragung, wenn in Analogie zu der ebenen Evolvente die Achsen von zwei damit ausgerüsteten Zahnrädern zwecks gegenseitigen Näherns oder Entfer- nens der Zähne um ihren im Kugelmittel- punkt liegenden Schnittpunkt eine Schwen kung ausführen.
Der grundsätzliche Unterschied der Eigen schaften der ebenen Evolvente und der sphä rischen Evolvente der genannten Art besteht somit darin, dass bei der ebenen Evolvente die Achsen der betreffenden Zahnräder zwecks Änderung der Eingriffstiefe der Zähne eine Bewegung auszuführen .haben, bei der ihre Parallelität nicht gestört wird, wogegen die Zahnräder mit einer sphärischen Evolventenflankenform ihre gegenseitige Lage so ändern können, dass die Zahnrad achsen zueinander um den ,Schnittpunkt der beiden Achsen geschwenkt werden.
Fig. 2 zeigt ebenfalls die zwei Kupp lungsteile 1 mit den sphärischen Evolventen- verzahnungen 2 und der zwischen sie geleg ten Stahlkugel 3. Der rechte Kupplungsteil ist in diesem Beispiel bei vollem Ausschlag gezeigt. Die Verzahnungen stehen an einer Stelle in tiefstem Eingriff. Der linke Kupp lungsteil ist in dem Gehäuse 5 gelagert, an das die Kugelschale 6 angeflanscht ist. In der Kugelschale 6 ist der aussen kugelige Lagerteil 7 allseitig schwenkbar geführt und wird dieser Teil 7 zum Schutz vor Staub beispielsweise mittels eines Faltenbalges 8 gegen die Kugelschale 6 abgedichtet.
Articulated coupling. The invention relates to a joint coupling between two mutually adjustable shafts. Various articulated couplings are known which exactly transfer the rotation of one shaft to the output shaft, which means that the differences in the rotational speed of the two shafts that occur in the usual universal joints do not result. These so-called constant velocity joints consist of many individual parts, bearings, joint sockets and guide means.
The invention is based on the task of avoiding the use of loose levers, rollers and the like, and achieves this by virtue of the fact that the coupling of the two mutually angularly movable shafts is carried out by two bevel gears, the flanks of which are shaped according to spherical involutes, which, as in , the description is explained in more detail, axes on one of their center point at the intersection of the two shafts. own spherical surface, while the "ordinary" involute is a curve expanding in a plane.
The tooth flank in the form of a spherical involute of the type mentioned has the property of producing an exact, uniform drive transmission over the entire angular range of the shaft axes limited by the tooth depth. The tooth flanks can be milled, hardened and ground and manufactured with great accuracy. Since the coupling also closes reliably in the extended position of the two shafts, the teeth are so high that they still overlap in this position and thus act as a pure claw coupling.
Figs. 1 and 2 show two examples of the subject of the invention.
Fig. 1 shows a universal joint with ge stretched waves.
Fig. 2 shows a joint applied to a pivotable output shaft which is coupled to a drive shaft mounted in a housing. Effect pale parts. are seen in both figures with the same reference numerals.
Fig. 1 shows the two coupling parts 1 with the bevel gears 2. The coupling parts each have a ball socket inside, in which a steel ball 3 is inserted. On the outside, the two coupling parts 1 are spherically shaped in the area of the toothings 2 and are held together by a spherical shell 4 that is screwed together from two parts. The shell rotates with it, so that the friction is small, and limits the shaft deflection to the permissible angle by appropriately dimensioning the through holes 4 '. The drawing shows that the teeth: when the shafts are stretched, they overlap somewhat and thus act as a pure claw coupling.
The flanks of the bevel gears 2 are shaped like spherical involutes which lie on a spherical surface having their center point at the intersection of the two shaft axes. Compared to the "usual" resp. flat involute, the spherical involute can be interpreted geometrically as follows: If the great circle of a spherical surface rolls on a second, smaller circle of the same spherical surface without sliding, while the great circle plane rolls on a cone determined by the small circle and the center of the sphere without sliding, every point of the great circle on the surface of the sphere describes a spherical involute curve.
This spherical involute results in a kinematically correct transmission of motion if, in analogy to the planar involute, the axes of two gears equipped with it swivel around their intersection at the center of the sphere for the purpose of bringing the teeth closer to or removing them from each other.
The fundamental difference between the properties of the plane involute and the spherical involute of the type mentioned is that in the case of the plane involute, the axes of the gear wheels in question perform a movement in order to change the depth of engagement of the teeth, in which their parallelism is not disturbed , whereas the gears with a spherical involute flank shape can change their mutual position so that the gear axes are pivoted to each other around the intersection of the two axes.
2 also shows the two coupling parts 1 with the spherical involute toothings 2 and the steel ball 3 placed between them. The right coupling part is shown in this example with full deflection. The teeth are deeply engaged at one point. The left coupling part is mounted in the housing 5 to which the ball socket 6 is flanged. In the spherical shell 6, the spherical bearing part 7 on the outside is pivotably guided on all sides and this part 7 is sealed against the spherical shell 6 by means of a bellows 8 for protection against dust, for example.