DE1117950B

DE1117950B - Fuehrung eines kardanischen Doppelgelenkes

Info

Publication number: DE1117950B
Application number: DEM36096A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Moertl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-12-07
Filing date: 1957-12-07
Publication date: 1961-11-23
Also published as: DE1117950C2

Description

Führung eines kardanischen Doppelgelenkes Für Wellenstränge mit veränderlichem Ablenkwinkel werden meist kardanische Kreuzgelenke verwendet. Die Abwinkelung der Wellen soll bei einem einfachen kardanischen Kreuzgelenk im Betrieb maximal 45°, im Dauerbetrieb 30°, nicht übersteigen. Nachdem häufig die Forderung gestellt wird, die Wellen mehr als über diese Winkel abzuwinkeln, werden zwei kardanische Kreuzgelenke zu einem kardanischen Doppelgelenk zusammengefaßt. Das zweite Gelenkteil des ersten kardanischen Kreuzgelenkes und das erste Gelenkteil des zweiten kardanischen Kreuzgelenkes werden dabei in möglichst gedrungener Bauform zu einem mittleren Koppelstück zusammengefaßt. Die Wellen des Wellenstranges werden dabei so geführt, daß sich ihre Mittellinien schneiden und der Schnittpunkt etwa in der Mitte des mittleren Koppelstückes liegt, wenn der Wellenstrang gestreckt ist.
Die Anordnung erzeugt beim Beugen der Wellen an den einzelnen Gelenken einen Winkel, der halb so groß ist wie der von den Wellen eingeschlagene, so daß der zulässige Beugungswinkel der Wellen doppelt so groß ist wie bei Verwendung eines einfachen kardanischen Kreuzgelenkes.
Zur Führung der schwenkbaren Welle zur festen Welle wird bei bekannten Konstruktionen ein allseitig bewegliches Gelenk verwendet, dessen Mittelpunkt in etwa mit dem Schnittpunkt der Wellen zusammenfällt. Das Gelenk kann dabei als Kugelgelenk innerhalb des mittleren Koppelstückes angeordnet sein, wobei das Koppelstück das Gelenk freibeweglich umschließt, oder als Kugelschalen, die das ganze Doppelgelenk umschließen.
Diese Konstruktionen sind in der Herstellung teuer. Es wird eine Reihe von Bauteilen notwendig, die mit höchster Präzision hergestellt werden müssen.
Es sind auch Konstruktionen bekannt, bei denen die Wellen nur um eine Achse in einer Ebene geschwenkt werden können. Als Verbindungsglieder werden dabei über das Doppelgelenk greifende, zu einem Gelenk verbundene Bügel verwendet.
Diese Konstruktionen sind einfacher und billiger, jedoch nur dort verwendbar, wo das Beugen der Wellen in einer Ebene genügt.
Die Erfindung geht von dieser einfachen Konstruktion aus. Sie wird erfindungsgemäß jedoch so umgewandelt, daß eine allseitige Schwenkbarkeit der Wellen unter weitgehender Erhaltung des Wellengleichlaufes erreicht wird. Gegenüber den bekannten kardanischen Doppelgelenken mit Gleichlaufcharakteristik hat der Erfindungsgegenstand den Vorteil, aus einfachen, billiger herzustellenden Teilen gebaut zu sein.
Der Vorteil wird dadurch erreicht, daß die Führung der schwenkbaren Welle zur festen Welle über einen Stützarm und einen Lagerbock an einem Ausleger erfolgt, der am Gestell der Welle fest angebracht ist, wobei der Stützarm etwa im Bereich der Mittelebene des Gelenkes, jedoch außerhalb der üblichen Gelenkteile, am Lagerbock so befestigt ist, daß er um eine erste Achse, die in gestreckter Stellung des Gelenkes senkrecht zu den Wellenachsen etwa durch dessen Mittelpunkt geht und um eine senkrecht zu dieser und senkrecht zu den in gestreckter Lage des Gelenkes liegenden Wellenachsen angeordneten zweiten Achse schwenkbar gelagert ist, wobei der Lagerbock an einem starr mit dem Gestell der feststehenden Welle verbundenen Ausleger angebracht ist, und der Lagerbock entweder parallel zur Längsachse der starr gelagerten Welle verschiebbar geführt ist oder eine der beiden Wellen in ihrer Lagerung axial verschiebbar, jedoch unverkantbar geführt ist.
Die Abb. 1 bis 3 zeigen beispielsweise Ausführungen der Erfindung in der Seitenansicht, die Abb. 4 eine Draufsicht der Abb. 1 und die Abb. 5 eine Draufsicht der Abb. 3.
In Abb. 1 ist die feste Welle 1 in einem Lager 2 gelagert, das starr mit dem Gestell 3 verbunden ist. Mit dem Gestell 3 ebenfalls starr verbunden ist der mit einer Kulisse versehene Ausleger 4. In der Kulisse ist der Lagerbock 5 parallel zur Welle 1 verschiebbar und um eine senkrechte Achse drehbar angeordnet, wobei er bei gestrecktem Wellenstrang unter oder annähernd unter der Mitte des mittleren Koppelstückes 9 liegt. Am Lagerbock 5 ist der zweiteilig ausgebildete Stützarm 6 um eine waagerechte Achse drehbar angelenkt. Der Stützarm 6 ist mit dem Lagerteil 7 der schwenkbaren Welle 8 starr verbunden.
Wird der Lagerteil 7 mit der Welle 8 in vertikaler Ebene nach 7 a bzw. 8 a um den horizontal liegenden Drehbolzen 10 des Lagerbockes 5 abgeschwenkt, wird gleichzeitig der Lagerbock 5 in der Kulisse des Auslegers 4 nach 5a bewegt. Die Winkel zwischen Welle 1 und mittlerem Koppelstück 9 einerseits und mittlerem Koppelstück 9 und Welle 8 andererseits sind dabei annähernd gleich.
Abb. 2 zeigt eine von der festen Welle 1 lösbare Anordnung. Als tragendes Bauteil dient nicht das Gestell 3, sondern die fest, in diesem Fall in einem gesonderten Gestell gelagerte und als Keilwelle ausgebildete Welle 1. Das 1. Gelenkteil 11, das auch das Lager 12 trägt, ist auf die feste Welle 1 lösbar aufgesteckt. Um eine Rotation der Gelenkwellenführungsteile zu verhindern, muß das Lagerteil 7 der schwenkbaren Welle 8 gegen Drehung gesichert sein.
Abb. 3 zeigt eine Anordnung, bei der der Lagerbock 5 im Ausleger 4 lediglich um eine vertikale Achse drehbar, jedoch nicht in einer Kulisse verschiebbar, gelagert ist. Der notwendige Längenausgleich wird durch die Ausbildung der Welle 8 als Schiebewelle im Lager 13 erreicht.
Abb. 4 zeigt die Draufsicht der Anordnung nach Abb. 1, jedoch mit in horizontaler Ebene abgewinkelter Welle B. Beim Abwinkeln wird die Welle 8 um den vertikalen Drehbolzen 3.4 des Lagerbockes 5 geschwenkt, der sich zugleich in der Kulisse des Auslegers 4 bewegt. Die Winkel 15 und 16 differieren je nach Größe des Ablenkwinkels zwischen Welle 1 und Welle 8 um einen kleinen Betrag, der aber in allen Fällen vernachlässigt werden kann. Die Differenz kann für verschiedene Winkellagen verändert bzw. ausgeglichen werden durch Verändern der Lage des Lagers 5 zur Mitte des mittleren Koppelstückes 9. Die Veränderung erfolgt in der Kulisse parallel zur Welle 1 durch Verlängern oder Verkürzen des Stützarmes 6. Der Lagerbock 5 kann dabei so gelegt werden, daß die Differenz bei dem im Betrieb am häufigsten auftretenden Ablenkwinkel ausgeglichen ist.
Abb. 5 zeigt die Draufsicht der Anordnung nach Bild 3, jedoch mit in horizontaler Ebene abgewinkelter Welle B. Beim Abwinkeln der Welle 8 um den Drehbolzen 14 erfolgt eine axiale Verschiebung der Welle 8 im Lager 13.

Claims

PATENTANSPRUCH: Führung für durch ein kardanisches Doppelgelenk zusammengeschlossene Wellen, deren eine drehbar in einem feststehenden Lager gelagert ist und deren andere allseitig schwenkbar, jedoch am Gestell der ersten Welle mittels eines gegenüber der Welle nicht verkantbaren Lagers und einem starr mit diesem verbundenen Stützarm so abgestützt und geführt ist, daß annähernd gleich große Winkel zwischen der festen Welle und dem mittleren Koppelstück des Gelenkes einerseits und dem Koppelstück und der schwenkbaren Welle andererseits erzielt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützarm (6) etwa im Bereich der Mittelebene des Gelenkes, jedoch außerhalb der eigentlichen Gelenkteile an einem Lagerbock (5) so befestigt ist, daß er um eine erste Achse, die in gestreckter Stellung des Gelenkes senkrecht zu den Wellenachsen etwa durch dessen Mittelpunkt geht, und um eine senkrecht zu dieser und senkrecht zu den in gestreckter Lage des Gelenkes liegenden Wellenachsen angeordneten zweiten Achse schwenkbar gelagert ist, wobei der Lagerbock (5) an einem starr am Gestell (3) der feststehenden Welle (1) angebrachten Ausleger (4) angebracht ist, und der Lagerbock (5) entweder parallel zur Längsachse der starr gelagerten Welle verschiebbar geführt ist oder eine der beiden Wellen in ihrer Lagerung axial verschiebbar, jedoch unverkantbar geführt ist. In; Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 948 568, 136 605; »Kraftfahrtechnische Forschungsergebnisse«, Jahrgang 1937, H. 6, S. 21.