Kupplung zur drehwinkeIgetreuen Übertragung von Drehbewegungen Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur drehwina- kelgetreuen Übertragung von Drehbewegungen zwischen parallelen Wellen mit veränderlichem Wellenversatz, mit einem Zwischenglied, das mit den beiden Kupplungs hälften über je ein Getriebe aus wenigstens drei zuein ander parallelen Lenkern verbunden ist.
Bei den bekannten Kupplungen dieser Art wird durch die Lenker das Zwischenglied stets parallel zu der antriebsseitigen ersten Kupplungshälfte gehalten, so dass es sich winkeltreu mit dieser ersten Kupplungshälfte mitdreht. In gleicher Weise ist das Zwischenglied durch die parallelen Lenker mit der abtriebsseitigen zweiten Kupplungshälfte so in Antwiebsverbindung, dass diese ihrerseits winkeltreu dem Zwischenglied und damit der ersten Kupplungshälfte folgt.
Die Länge der Lenker ist dabei geringer als der Abstand der Anlenkpunkte an den Kupplungshälften bzw. dem Zwischenglied, so dass sich die Lenker bei einer kontinuierlichen Umlauf- bewegurig aneinander vorbeidrehen können. Dabei kön nen sich die beiden Kupplungshälften in einem gewissen, durch die Länge der Lenker bestimmten Bereich gegen einander bewegen,. ohne dass sich an der winkeltreuen f.lbertragung der Drehbewegung etwas ändert.
Dadurch, dass wenigstens drei Lenker vorgesehen sind, ist sicher gestellt, dass über die Lenker eine gleichmässige Dreh momentübertragung ohne Totpunkte stattfinden kann.
Bei einer bekannten Kupplung dieser Art wird das Zwischenstück von einem Körper aus zwei zueinander parallelen, gleichachsigen Kreisscheiben gebildet, die durch ein Wellenstück miteinander verbunden sind. Dieses Zwischenstück ist zweifach gelagert, nämlich in einem ersten Gehäuse zusammen mit der Antriebswelle und der ersten Kupplungshälfte und in einem zweiten Gehäuse zusammen mit der Abtriebswelle und der zweiten Kupplungshälfte. Die Gehäuse sind gegenein ander und um die Antriebswelle verschwenkbar. Auf diese Weise kann die Antriebswelle relativ zu der.
Abtriebswelle bewegt werden.
Bei dieser Anordnung ist die Lage des Zwischen gliedes wegen des Vorhandenseins der Lenker kinema- tisch überbestimmt. Wenn das Zwischenglied zusätzlich in den Gehäusen gelagert ist, muss die Länge der Len ker sehr genau an die Abmessungen der Gehäuse ange passt werden. Anderenfalls treten Verklemmungen und zusätzliche Kräfte auf die Lager auf. Als weiterer Nach teil der bekannten Anordnung sind zwei zusätzliche Lager für das Zwischenglied erforderlich, die eine ver- hältnismässig grosse Baulänge in axialer Richtung erge ben.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der vorstehend erwähnten Art so auszubilden, dass sie eine Übertragung der Dreh bewegung bei gegenseitiger Beweglichkeit der Wellen auf möglichst kurze Länge ermöglicht.
Die Erfindung besteht darin, dass das Zwischenglied von einem schwimmend nur von den Lenkern gehalte nen scheibenartigen Körper gebildet wird.
Es ist also das Zwischenglied nicht zusätzlich gelagert. Die Lage des Zwischengliedes wird bei vor gegebener An- und Abtriebswelle eindeutig durch die Lenker fixiert, und jede zusätzliche Lagerung desselben würde nur zu einer kinematischen Überbestimmung führen. Durch die hierbei ermöglichte flache; scheiben artige Ausbildung des Zwischengliedes ist es wiederum möglich, die ganze Kupplung sehr flach auszubilden, so dass es möglich ist, die Bewegung der Antriebswelle auf sehr geringer axialer Länge auf eine gegenüber der Antriebswelle bewegliche Abtriebswelle zu übertragen. Das kann für viele Anwendungen einer solchen Kupp lung von ausschlaggebender Bedeutung sein.
Es ist an sich eine Kupplung zwischen zwei Wellen mit festem Wellenversatz bekannt, bei der zwischen den beiden Kupplungshälften ein urigelagertes scheibenför miges Zwischenglied vorgesehen ist.
In den einander zugekehrten Flächen der mit An- und Abtriebswelle verbundenen scheibenförmigen Kupplungshälften und des scheibenförmigen Zwischengliedes sind jeweils vier um 9Ö gegeneinander versetzte kreisrunde Vertiefun gen vorgesehen, die sich teilweise überlappen, in denen Kugeln von kleinerem Durchmesser als diese Vertie- fungen jeweils zwischen einem Kupplungsglied und dem Zwischenglied angeordnet sind.
Die Wellen sind in festen Lagern gelagert, und der feste Wellenversatz entspricht der doppelten Differenz der Durchmesser von Vertiefungen und Kugeln, also dem maximal erreichbaren Wert des Wellenversatzes. Bei der Drehbewegung rollen die Kugeln in den Ver tiefungen ab und werden bei dem gewählten Wert des Wellenversatzes in jeweils zwei sich überlappenden Ver tiefungen zwangsschlüssig gehalten. Wenn bei einer sol chen Anordnung der Wellenversatz auf einen kleineren Wert verändert würde, dann ginge diese Zwangs schlüssigkeit ausserhalb des Betriebszustandes verloren, da die Lage der ungelagerten Zwischenscheibe zu den Kupplungsgliedern dann nicht mehr eindeutig bestimmt wäre.
Bei einer Kupplung nach der Erfindung ist dagegen die Lagerung der Zwischenscheibe stets ein deutig bestimmt.
Bei der bekannten Kupplung sind Zapfen an den Lenkern angebracht, die in Lagerbohrungen der Kupp- lungshälften bzw. des Zwischengliedes sitzen. Bei dieser Lageranordnung wirken auf die Lenker und die Lager Kippmomente, da die Kraftübertragung z. B. von der antriebsseitigen Kupplungshälfte auf den Lenker und von dem Lenker auf das Zwischenglied in verschiede nen Ebenen erfolgt. Diese Momente müssen durch die Lagerung des Zwischengliedes aufgenommen werden.
Es ist daher vorteilhaft, wenn die Lenker sowohl an dem Zwischenglied als auch an den beiden Kupp lungshälften mittels Zapfen gelagert sind, die in den Kupplungshälften respektive dem Zwischenglied fest angebracht und in entsprechenden Bohrungen der Len ker gelagert sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Wellenkupp lung nach der Erfindung bei maximalem Wellenversatz, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Ebene II-II in Fig. 1, in Pfeilrichtung gesehen, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Ebene IH-III in Fig. 1, in Pfeilrichtung gesehen,
Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2 für einen Wellenversatz Null, Fig. 5 eine teilweise geschnittene Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 4 und Fig. 6 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2 für einen weiteren Wert des Wellenversatzes.
Die Fig. 1 bis 3 der Zeichnung zeigen die Wellen kupplung bei maximalem Wellenversatz. Die Antriebs welle 1 ist in einer von einem Lagergehäuse 2 um schlossenen Lagerbüchse 3 gelagert.
Am Ende der Welle 1 ist ein erstes kreisscheiben förmiges Kupplungsglied 4 befestigt. In der Stirnfläche des Kupplungsgliedes 4 sind drei Zapfen 5 in gleichen Abständen von der Achse der Welle 1 und jeweils um 120 gegeneinander versetzt angeordnet, von welcher in Fig. 1 nur eine sichtbar ist. Eine Abtriebswelle 6 läuft in einer von einem Lagergehäuse 7 umschlossenen Lagerbüchse B.
Am Ende der Abtriebswelle 6 sitzt ein zweites kreisscheibenförmiges Kupplungsglied 9 mit drei Zapfen 10, die ebenfalls im gleichen Abstand von der Achse der Welle 6 und um 120 gegeneinander versetzt angeordnet sind. Der Abstand der Zapfen 10 von der Achse der Welle 6 ist dabei genau so gross wie der Abstand der Zapfen 5 von der Achse der Welle 1. Zwischen den Kupplungsgliedern 4 und 9 ist ein Zwi- schenglied in Gestalt einer Kreisscheibe 11 angeordnet, in welcher ebenfalls um die Achse der Kreisscheibe 11 herum nach beiden Seiten drei Zapfen 12, 12' vor gesehen sind, deren Anordnung den Anordnungen der Zapfen 5 und 10 kongruent ist.
Die Zapfen 12, 12' der Scheibe 11 ragen nach beiden Seiten in Bohrungen 13, 13' von Lenkern 14, 15 hinein, an deren jeweils anderen Enden Bohrungen 16, 17 vorgesehen sind, in welche die Zapfen 5, 10 der Kupplungsglieder 4, 9 eingreifen.
Fig. 2 der Zeichnung lässt alle drei Zapfen 10 des Kupplungsgliedes 9 erkennen. Einzelheiten der Anord nung der Lenker 14, 15 zeigt Fig. 3.
Wesentlich ist, dass die Längenabmessungen der Lenker 14, 15 kleiner sind als die Abstände der Zap fen, so dass sich die Lenker 14, 15 bei einem konti nuierlichen Umlauf der Wellen 1 und 5 und der Kupp- lungs- und Zwischenglieder 4, 9, 11 aneinander vorbei drehen können.
Die Wirkungsweise der Wellenkupplung ist fol gende. Gemäss Fig. 1 liegen die Lenker 14 und 15 jeweils in der aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen Weise parallel zueinander. Die Lenker 14 und 15 wirken also als Parallellenkergetriebe, so dass die Kupplungsglieder 4 und 9 sowie die Scheibe 11 gemeinsam mit gleichem Drehsinn und gleicher Winkelgeschwindigkeit umlaufen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die Einstellung der Wellen kupplung bei fluchtenden Wellen. Eine Einstellung der Wellenkupplung für mittleren Wellenversatz ist aus Fig. 6 ersichtlich.
Die Einstellung der Wellenkupplung auf den jewei ligen Wellenversatz der beiden gekuppelten Wellen 1 und 6 erfolgt vollkommen selbsttätig, wobei sich das Zwischengied 11 unter der Wirkung der von den Len kern 14 und 15 gebildeten Parallellenkergetriebe frei im Raum verstellt, ohne dass sich die Winkelgeschwin digkeit der Wellen 1, 6 dabei ändert.
Das ist beispielsweise von Vorteil, wenn das Lager gehäuse 2 fest ist, das Lagergehäuse 7 jedoch während des Betriebes laufend verstellt wird.
In Fig. 1 ist in strichpunktierten Linien eine Stel lung 6' der Welle eingetragen, welche der in voll aus gezogenen Linien dargestellten Stellung der Welle 6 diametral gegenüberliegt. Ferner ist in Fig. 3 der Um fang 16 derjenigen Kreisfläche eingezeichnet, innerhalb welcher die Welle 6 beliebig verschoben werden kann.
In den Figuren ist eine Ausführungsform mit einer einzigen Zwischenscheibe 11 dargestellt, die mit dem Antriebs- und dem abtriebsseitigen Kupplungsglied über je ein Parallellenkgetriebe in Antriebsverbindung steht. Man kann die beschriebene Wellenkupplung aber auch mit zwei oder mehr scheibenförmigen Zwischengliedern aufbauen, um den Wellenversatz in einem entsprechend grösseren Bereich verändern zu können.
Statt an der festen Welle 1 könnte der Antrieb auch an der beweglichen Welle 6 angreifen.
The invention relates to a coupling for the rotationally accurate transmission of rotational movements between parallel shafts with variable shaft offset, with an intermediate member that is connected to the two coupling halves via a gear consisting of at least three parallel links.
In the known couplings of this type, the link is always held parallel to the first coupling half on the drive side, so that it rotates with this first coupling half at the same angle. In the same way, the intermediate member is in a drive connection through the parallel link with the second coupling half on the output side in such a way that it in turn follows the intermediate member and thus the first coupling half at a correct angle.
The length of the links is less than the distance between the articulation points on the coupling halves or the intermediate member, so that the links can rotate past one another in a continuous circular movement. The two coupling halves can move against each other in a certain area determined by the length of the handlebars. without changing anything in the angular transmission of the rotary motion.
The fact that at least three links are provided ensures that a uniform torque transmission can take place via the link without dead centers.
In a known coupling of this type, the intermediate piece is formed by a body made up of two parallel, equiaxed circular disks which are connected to one another by a shaft piece. This intermediate piece is supported twice, namely in a first housing together with the drive shaft and the first coupling half and in a second housing together with the output shaft and the second coupling half. The housings can be pivoted against each other and around the drive shaft. In this way, the drive shaft can be relative to the.
Output shaft are moved.
In this arrangement, the position of the intermediate link is kinematically overdetermined because of the presence of the links. If the intermediate link is also stored in the housing, the length of the handlebars must be adapted very precisely to the dimensions of the housing. Otherwise jamming and additional forces occur on the bearings. As a further disadvantage of the known arrangement, two additional bearings are required for the intermediate member, which result in a relatively large overall length in the axial direction.
In contrast, the invention is based on the object of designing a coupling of the type mentioned above in such a way that it enables the rotational movement to be transmitted with mutual mobility of the shafts over the shortest possible length.
The invention consists in that the intermediate member is formed by a floating disc-like body held only by the links.
The intermediate link is therefore not additionally supported. The position of the intermediate link is clearly fixed by the link at a given input and output shaft, and any additional storage of the same would only lead to a kinematic overdetermination. The flat; disk-like design of the intermediate member, it is in turn possible to design the entire coupling very flat, so that it is possible to transmit the movement of the drive shaft over a very short axial length to an output shaft that is movable relative to the drive shaft. This can be of crucial importance for many applications of such a coupling.
It is known per se a coupling between two shafts with a fixed shaft offset, in which between the two coupling halves a traditionally mounted, scheibenför shaped intermediate member is provided.
In the facing surfaces of the disk-shaped coupling halves connected to the input and output shafts and of the disk-shaped intermediate member, there are four circular recesses offset by 90 relative to one another, which partially overlap, in which balls of a smaller diameter than these recesses are each between a coupling member and the intermediate member are arranged.
The shafts are mounted in fixed bearings, and the fixed shaft misalignment corresponds to twice the difference between the diameter of the recesses and balls, i.e. the maximum achievable value of the shaft misalignment. During the rotary movement, the balls roll in the depressions and are positively held at the selected value of the shaft offset in two overlapping depressions. If the shaft offset were changed to a smaller value with such an arrangement, this positive fit would be lost outside the operating state, since the position of the non-supported intermediate disk to the coupling members would then no longer be clearly determined.
In a coupling according to the invention, however, the mounting of the intermediate disk is always clearly determined.
In the known coupling, pins are attached to the links, which are seated in bearing bores in the coupling halves or the intermediate member. In this bearing arrangement act on the handlebars and the bearing tilting moments, since the power transmission z. B. from the drive-side coupling half on the handlebar and from the handlebar to the intermediate member in various NEN levels. These moments must be absorbed by the mounting of the intermediate link.
It is therefore advantageous if the links are mounted on the intermediate member as well as on the two coupling halves by means of pins which are firmly attached in the coupling halves and the intermediate member and stored in corresponding bores of the Len ker.
An embodiment of the invention is shown in the drawing and described below. 1 shows an axial section through a shaft coupling according to the invention at maximum shaft offset, FIG. 2 shows a cross section along the plane II-II in FIG. 1, viewed in the direction of the arrow, FIG. 3 shows a cross section along the plane IH-III in Fig. 1, seen in the direction of the arrow,
4 shows a cross section similar to FIG. 2 for zero shaft offset, FIG. 5 shows a partially sectioned plan view of the arrangement according to FIG. 4 and FIG. 6 shows a cross section similar to FIG. 2 for a further value of the shaft offset.
1 to 3 of the drawing show the shaft coupling at maximum shaft offset. The drive shaft 1 is mounted in a bearing bush 3 closed by a bearing housing 2.
At the end of the shaft 1, a first circular disk-shaped coupling member 4 is attached. In the end face of the coupling member 4, three pins 5 are arranged at equal distances from the axis of the shaft 1 and offset from one another by 120 each, of which only one is visible in FIG. 1. An output shaft 6 runs in a bearing bush B enclosed by a bearing housing 7.
At the end of the output shaft 6 sits a second circular disk-shaped coupling member 9 with three pins 10, which are also arranged at the same distance from the axis of the shaft 6 and offset from one another by 120. The distance of the pin 10 from the axis of the shaft 6 is exactly as great as the distance of the pin 5 from the axis of the shaft 1. Between the coupling members 4 and 9, an intermediate member in the form of a circular disk 11 is arranged, in which also around the axis of the circular disk 11 around on both sides three pins 12, 12 'are seen in front, the arrangement of which is the arrangements of the pins 5 and 10 is congruent.
The pins 12, 12 'of the disk 11 protrude on both sides into bores 13, 13' of links 14, 15, at the respective other ends of which bores 16, 17 are provided, into which the pins 5, 10 of the coupling members 4, 9 intervention.
2 of the drawing shows all three pins 10 of the coupling member 9. Details of the arrangement of the handlebars 14, 15 are shown in FIG.
It is essential that the length dimensions of the links 14, 15 are smaller than the distances between the pins, so that the links 14, 15 move when the shafts 1 and 5 and the coupling and intermediate links 4, 9, 11 can rotate past each other.
The function of the shaft coupling is as follows. According to FIG. 1, the links 14 and 15 are each parallel to one another in the manner shown in FIGS. The links 14 and 15 thus act as parallel link gears, so that the coupling members 4 and 9 and the disk 11 rotate together with the same direction of rotation and the same angular speed.
4 and 5 show the setting of the shaft coupling with aligned waves. An adjustment of the shaft coupling for medium shaft misalignment can be seen from FIG.
The setting of the shaft coupling to the respective shaft offset of the two coupled shafts 1 and 6 takes place completely automatically, with the intermediate member 11 freely adjusting in space under the action of the parallel linkage formed by the Len 14 and 15, without the angular speed of the Waves 1, 6 changes.
This is advantageous, for example, when the bearing housing 2 is fixed, but the bearing housing 7 is continuously adjusted during operation.
In Fig. 1, a stel ment 6 'of the shaft is entered in dash-dotted lines, which is diametrically opposite the position of the shaft 6 shown in solid lines. Furthermore, in Fig. 3 of the catch 16 of that circular area is shown within which the shaft 6 can be moved as desired.
In the figures, an embodiment with a single intermediate disk 11 is shown, which is in drive connection with the drive-side and the driven-side coupling member via a parallel gearbox. The shaft coupling described can also be built with two or more disk-shaped intermediate members in order to be able to change the shaft offset in a correspondingly larger area.
Instead of the fixed shaft 1, the drive could also act on the movable shaft 6.