DE1115136B - Elastische Gelenkverbindung, insbesondere fuer Wellenverbindungen an Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Elastische Gelenkverbindung, insbesondere für Wellenverbindungen an Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Gelenkverbindung, wie sie beispielsweise für Kardanwellen im Kraftfahrzeugbau und für sonstige Antriebe an solchen Stellen zur Verwendung kommt, an denen zwei Wellen elastisch miteinander gekuppelt werden und eine Winkelbewegung gegeneinander ausführen. Die üblichen elastischen Gelenkverbindungen bestehen meist aus einer stoffdurchwirkten Gummischeibe, an der versetzt zueinander auf der einen Seite die Antriebs- und auf der anderen Seite die Abtriebswelle durch die Gummischeibe senkrecht durchdringende Bolzen befestigt sind.
• Diese elastischen Scheibengelenke für Kraftfahrzeuge werden beim Durchschwingen des Gelenkes mehr oder weniger stark verformt. Durch diese bekannten mechanischen Beanspruchungen, die besonders an den Stellen, an denen die Wellen mit der Scheibe verbunden sind, auftreten, sind die Scheibengelenke in ihrer Lebensdauer begrenzt, insbesondere in den Fällen, in denen große Winkelausschläge der beiden Wellen zu bewältigen sind.
• Maßgebend für die auftretenden Beanspruchungen ist der Abstand der Befestigungsstellen zwischen der Antriebs- und der Abtriebsseite. Die Biegebeanspruchungen fallen hierbei mit dem Quadrat dieser Entfernung. Auf Grund dieser Tatsache können einerseits- mit hochelastischen dünnen Scheiben nur sehr begrenzte Kräfte übertragen werden, da sonst die Scheiben brechen und zerreißen würden, während andererseits die für die Übertragung größerer Kräfte erforderlichen dicken Scheiben infolge ihres Querschnittes sehr unelastisch sind, so daß sie nur für kleine Gelenkausschläge brauchbare Verwendung finden können. Aus diesem Grunde waren daher für die Übertragung großer Kräfte bei großen Gelenkausschlägen stets überdimensionierte Gelenkscheiben erforderlich.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine elastische Gelenkverbindung zu schaffen, mit der die üblichen Einbaumaße eingehalten werden können und bei gleichbleibendem Scheibendurchmesser ein wesentlich größeres Drehmoment übertragbar ist, ohne den Bereich der Winkeleinschläge einzuengen. Außerdem soll die Gelenkverbindung für hohe Drehzahlen geeignet sein, wobei die Maßnahmen zur Aufnahme der auftretenden Fliehkräfte keinen nennenswerten Einfluß auf die einfache und billige Herstellungsweise haben sollen.
• Es ist eine elastische Wellenverbindung bekannt, bei der eine mit den Wellenenden festhaftend verbundene Gelenkscheibe aus Gummi mit radial verlaufenden Aussparungen versehen ist, um eine ausreichende Winkelbewegung der Wellen gegeneinander zu ermöglichen. Das übertragbare Drehmoment ist hier jedoch wesentlich von der Haftfestigkeit des Gummis an den Metallteilen abhängig.
• Bei einer weiteren bekanntgewordenen Ausführungsform ist als elastisches Mittel zum Verbinden beider Wellen ein rohrförmiger Körper vorgesehen, der mittels Kopfschrauben, ohne Rückenberührung mit dem elastischen Mittel selbst, die radial zu den Wellen verlaufen, an deren Endflanschen befestigt ist, so daß die Klemmverbindung des elastischen Rohres alle Beanspruchungen, die vom Drehmoment herrühren, aufzunehmen hat, ohne das größere Winkelausschläge möglich sind.
• Die oben geschilderte Aufgabe findet ihre Lösung gemäß der Erfindung dadurch, daß das elastische Element als Gelenkscheibe ausgebildet ist, die mittels je einer Gruppe von jeweils in einer Radialebene strahlenförmig angeordneten Mitnehmerbolzen durchdrungen und dadurch an je einem Wellenende der zu verbindenden Wellen befestigt ist, wobei die Scheibe in ihrer Querebene zwischen den Mitnehmerbolzen der beiden Gruppen an sich bekannte, radial verlaufende Aussparungen und zwischen diesen das Drehmoment übertragende Zwischenwände aufweist.
• Der gegenüber den bekannten elastischen Gelenkverbindungen erreichte Vorteil besteht darin, daß sich auch bei großen Drehmomenten und großen Winkelausschlägen die Einbaumaße in den üblichen Grenzen halten, indem der elastische Körper nicht als verhältnismäßig dünne Scheibe ausgebildet zu werden braucht, sondern, in Längsrichtung gesehen, mit größerem Volumen ausgebildet werden kann, und weiter darin, daß er nicht auf das Festhaften an den Wellenachsen angewiesen ist, weil die vorgesehenen Gruppen von Mitnehmerbolzen ein verhältnismäßig großes Drehmoment übertragen. Weiter gibt die Gelenkverbindung nach der Erfindung auch bei größeren Winkelausschlägen leicht nach, weil die im mittleren Teil vorgesehenen Aussparungen flache Langlochform aufweisen.
• Die Erfindung umfaßt noch weitere vorteilhafte Einzelheiten, die sich aus den Patentansprüchen ergeben.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht der elastischen Gelenkverbindung, teilweise geschnitten, Fig. 2 eine Draufsicht teilweise im Schnitt nach der Linie A -B der Fig. 1 und Fig. 3 eine Einzelheit.
• Nach den Fig. 1 und 2 besteht die Gelenkverbindung aus einer elastischen ringförmigen Gelenkscheibe 1, die beidseitig von je einer Kappe 2 und 3, die als Blechpreßteile hergestellt sein können, eingefaßt ist. Die Gelenkscheibe 1 ist mit radialen, parallel zur Scheibenebene verlaufenden Ausnehmungen 4 versehen, die vorteilhaft eine flache Langlochform haben. Durch die Ausnehmungen 4 ist die Gelenkscheibe in zwei gleich große spiegelbildlich ausgebildete Scheibenelemente 5 und 6 unterteilt, bleiben jedoch durch die zwischen den beiden Scheibenteilen 5 und 6 verbleibenden Zwischenwände 7 elastisch miteinander verbunden, wobei das Drehmoment von diesen Zwischenwänden übertragen wird.
• Die Elastizität der aus Polyurethan bestehenden Gelenkscheibe kann noch dadurch erhöht werden, daß der Polyurethanschmelze Aktivatoren wie Alkalisalze, organische Fettsäuren- Aryl- bzw. Alkylsulfonate beigegeben werden, wobei die entstehenden Isocyanatpolyester mit Gemischen von bi- und polyfunktionellen Vernetzern umsetzbar sind.
• Für die Verbindung zwischen Welle und Gelenkscheibe sind an jedem Wellenende mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs strahlenförmig auseinanderstrebende Mitnehmerbolzen 10 und 11, beispielsweise durch Einschrauben befestigt, welche den inneren Kappenrand 12, die Gelenkscheibe 1 und den äußeren Kappenrand 13 der Kappen 2 und 3 durchdringen. So wird z. B. die mit der treibenden Welle 8 in Verbindung stehende Kappe 2 mit dem von dieser eingefaßten Scheibenteil s von den Mitnehmerbolzen 10 und die mit der getriebenen Welle 9 in Verbindung stehende Kappe 3 mit dem von dieser eingefaßten Scheibenteil 6 von den Mitnehmerbolzen 11 durchdrungen und auf Scherwirkung beansprucht.
• Zur weiteren Herabsetzung des Widerstandes bei Winkelausschlägen sind die beiden Außenflächen der Scheibenteile 5 und 6 mit Aussparungen 14 versehen. Diese Aussparungen sind zweckmäßig an jedem Scheibenteil zwischen zwei Mitnehmerbolzen 10, 11 vorgesehen, so daß sie zu den langlochförmigen Ausnehmungen 4 eine versetzte Lage haben.
• Zur Zentrierung der zu verbindenden Wellen 8, 9 ragen diese in die Mittelöffnung 15 der Kappen 2 und 3 hinein. Falls eine erhöhte Genauigkeit in der Zentrierung erforderlich ist, wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich, das eine Wellenende mit einem Kugelkopf 16 versehen, der in eine Bohrung 17 des anderen Wellenendes hineinragt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elastische Gelenkverbindung, insbesondere für Wellenverbindungen an Kraftfahrzeugen, mit einem zur Verbindung der Wellenenden dienenden elastischen Eement, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element als Gelenkscheibe (1) - wie an sich bekannt - ausgebildet ist, die mittels je einer Gruppe von jeweils in einer Radialebene strahlenförmig angeordneten Mitnehmerbolzen (10,11) durchdrungen und dadurch an je einem Wellenende der zu verbindenden Wellen befestigt ist, wobei die Scheibe (1) in ihrer Querebene zwischen den Mitnehmerbolzen (10, 11) der beiden Gruppen an sich bekannte, radial verlaufende Aussparungen (4) und zwischen diesen das Drehmoment übertragende Zwischenwände (7) aufweist.
2. 2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenrandteile (5, 6) der Gelenkscheibe (1) je für sich durch ringförmige Kappen (2, 3) eingefaßt sind, die von den Mitnehmerbolzen (10, 11) quer zur Wellenachse durchdrungen sind.
3. 3. Gelenkverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Aussparungen (4) der Gelenkscheibe (1) sowie die stehengebliebenen Zwischenwände (7) sich im Bereich zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Kappen (2, 3) bzw. auf der Höhe des Zwischenraumes zwischen den beiden Wellenenden befinden.
4. 4. Gelenkverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet; daß auch die beiden Außenflächen der Gelenkscheibe (1) an sich bekannte, radial verlaufende Aussparungen (14) aufweisen, die vorzugsweise an jedem Scheibenrandteil (5, 6) zwischen zwei Mitnehmerbolzen (10, 11) vorgesehen und zu den Aussparungen (4) im mittleren Teil der Gelenkscheibe versetzt sind.
5. 5. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im mittleren Teil der Gelenkscheibe (1) vorgesehenen Aussparungen (4) bzw. Bohrungen flache Langlochform haben.
6. 6. Gelenkverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerbolzen (10, 11) in die Wellenenden der zu verbindenden Wellen (3, 9) einschraubbar sind.
7. 7. Gelenkverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappen (2, 3) mit den Enden der Wellen (8, 9) fest verbunden sind und die elastische Gelenkscheibe (1) lösbar zwischen den Kappen angeordnet ist. B. Gelenkverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkscheibe (1) mit den beidseitig angeordneten Kappen (2, 3) zu einem einstückigen Montageteil zusammengefaßt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 571190, 831772, 838 652, 915 761; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1683 493, 1708 573, 1721555; österreichische Patentschrift Nr. 179 452; britische Patentschrift Nr. 493 218; USA: Patentschrift Nr. 2154 077.