CH232421A - Articulated coupling. - Google Patents

Articulated coupling.

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CH232421A
CH232421A CH232421DA CH232421A CH 232421 A CH232421 A CH 232421A CH 232421D A CH232421D A CH 232421DA CH 232421 A CH232421 A CH 232421A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
spherical
shafts
coupling
involute
axes
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Application number
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German (de)
Inventor
Co W Schlafhorst
Original Assignee
Schlafhorst & Co W
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/006Toothed gearings for conveying rotary motion the driving and driven axes being designed to assume variable positions relative to one another during operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/18Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

  

      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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Gelenkkupplung zwischen zwei im Win kel zueinander verstellbaren Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass auf den beiden Wellen je ein kegelig verzahnter Kupplungsteil sitzt, dessen Zahnflanken nach sphärischen Evol- v enten geformt sind, die auf einer ihren Mit telpunkt im Schnittpunkt der beiden Wel lenachsen besitzenden Kugeloberfläche liegen, und dass die Zähne so hoch sind, dass sie sich auch bei gestreckten Wellen noch über decken. PATENT CLAIM: Articulated coupling between two shafts which can be adjusted at an angle to one another, characterized in that a conically toothed coupling part sits on each of the two shafts, the tooth flanks of which are shaped according to spherical evolves, which are centered at the intersection of the two shaft axes own spherical surface, and that the teeth are so high that they still overlap even with straight shafts.
CH232421D 1941-06-28 1942-04-17 Articulated coupling. CH232421A (en)

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DE232421X 1941-06-28

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CH232421A true CH232421A (en) 1944-05-31

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ID=5880841

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CH232421D CH232421A (en) 1941-06-28 1942-04-17 Articulated coupling.

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0011970A1 (en) * 1978-11-23 1980-06-11 The British Rototherm Company Limited Connecting assembly and its application to a thermometer
FR2544419A1 (en) * 1983-04-13 1984-10-19 Alsthom Atlantique TOOTH COUPLING DEVICE FOR OSCILLATING TREES
US4789377A (en) * 1987-07-30 1988-12-06 Hoskins Nathan D Universal joint
US5569090A (en) * 1995-05-11 1996-10-29 Hoskins; Hugh Universal joint comprising a pair of crown gear elements confined within a slotted casing
DE102013201325A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Aktiebolaget Skf Clevis mounting structure for storage of shafts, has shaft couplings, spherical segment-shaped surface portions, and spherical segment-shaped outer sections which are corresponded to common center of housing

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