DE1230625B

DE1230625B - Homokinetic, angularly movable coupling

Info

Publication number: DE1230625B
Application number: DED42700A
Authority: DE
Inventors: Karl Breuer
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1963-10-12
Filing date: 1963-10-12
Publication date: 1966-12-15

Description

Homokinetische, winkelbewegliche Kupplung Die Erfmdung betrifft eine homokinetische, winkelbewegliche Kupplung mit das Drehmoment übertragenden Kugeln, die in achsparallelen, halbzylindrischen Nuten der beiden Kupplungshälften angeordnet sind.Homokinetic, angularly movable coupling The invention relates to a homokinetic, angularly movable coupling with balls that transmit the torque, which are arranged in axially parallel, semi-cylindrical grooves of the two coupling halves are.

Auf dem weitgespannten Gebiet der Kupplungen haben neben Federkupplungen in letzter Zeit auch Kugelkupplungen zunehmende Bedeutung erlangt.In the wide-ranging field of clutches, there are also spring clutches Ball couplings have also become increasingly important recently.

Unter Federkupplungen sind sowohl solche zu verstehen, deren Federung durch Gummi oder Leder mit Werkstoffdämpfung übernommen wird, als auch solche, die mit Stahlfedem m4 Form von Torrosions-, Blatt-, Band- oder Spiralfedem arbeiten. Bei dieser Kupplungskategorie soll durch Reibbeläge od. dgL zudem auch eine zusätzliche dämpfende Wirkung erzielt werden.Spring clutches are to be understood as those whose suspension is taken over by rubber or leather with material damping, as well as those that work with steel springs m4 in the form of torsion, leaf, ribbon or spiral springs. In this clutch category, friction linings or the like should also have an additional damping effect.

So ist bereits eine Hülsenfederkupplung bekanntgeworden, deren Primär- und Sekundärteil ineinandergesteckt sind. An der Teilfuge dieser beiden Ringkörper sind mehrere Bohrungen parallel zur Achse angeordnet, die zur Aufnahme der reihenweise mit Passung eingeschobenen Hülsenfederpakete dienen. In diese Federpakete ist ein Bolzen eingebaut, der zur Begrenzung des Hubes dient; eine an dem Bolzen angebrachte Leiste greift mit Spiel in eine Nut des Innenteiles ein; sie verhindert dadurch ein zu weites gegenseitiges Verdrehen der einzelnen Federblätter. Die Kupplung ist symmetrisch gebaut und wirkt unabhängig von der Drehrichtung nach beiden Seiten gleich; die Federbeartspruchung sowie die Durchfederung lassen sich nur durch Auswechseln der Begrenzungsbolzen ändern; veränderbar ist auch die Zahl der Federpakete bzw. der Federblätter.A sleeve spring clutch has already become known, the primary and secondary part are plugged into one another. At the parting line of these two ring bodies Several holes are arranged parallel to the axis, which are used to accommodate the rows Sleeve spring assemblies inserted with a fit are used. There is a Bolt installed, which is used to limit the stroke; one attached to the bolt Bar engages with play in a groove in the inner part; it prevents thereby too far mutual twisting of the individual spring leaves. The clutch is symmetrically built and works on both sides regardless of the direction of rotation same; the spring load and the spring deflection can only be changed by replacing change the limit bolt; You can also change the number of spring assemblies or the spring leaves.

Kugelkupplungen eignen sich in besonderem Maße zur drehspielfreien übertragung von Drehmomenten. Die Drehmomente werden dabei durch die Kugeln von der einen Kupplungshälfte auf die andere übertragen; an den übertragungsstellen tritt dabei Wälzung auf. Die das Drehmoment übertragenden Kugeln sind hier in achsparallelen halbzylindrischen Nuten der beiden Kupplungshälften angeordnet. Eine solche Kupplung wirkt homokinetisch, d. h. die Geschwindigkeit zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil bleibt in jeder Phase des Umlaufes konstant. Sowohl zwischen den Kupplungskörpern selbst als auch vor und hinter der Kupplung herrscht eine stets gleichförmige Geschwindigkeit. Dies ist auch dann der Fall, wenn die beiden Kupplungsteile eine Axial- und/oder Winkelbewegung ausführen.Ball couplings are particularly suitable for the transmission of torques without backlash. The torques are transmitted through the balls from one coupling half to the other; rolling occurs at the transfer points. The balls that transmit the torque are arranged in axially parallel semicylindrical grooves in the two coupling halves. Such a coupling acts homokinetically, i. H. the speed between the driving and the driven part remains constant in every phase of the revolution. There is always a uniform speed between the coupling bodies themselves and in front of and behind the coupling. This is also the case when the two coupling parts execute an axial and / or angular movement.

Sollen diese und andere hervorragenden Eigenschaften der Kupplung erhalten bleiben, so ist es erforderlich, besonderes Augenmerk auf die präzise Fertigung der achsparallelen zylindrischen Kugellaufbahnen zu richten, zumal die Kugeln hoch belastet sind und sich dabei in die Oberfläche ihrer Laufbahnen eindrücken.Shall these and other excellent characteristics of the clutch remain, so it is necessary to pay special attention to precise manufacturing align the axially parallel cylindrical ball tracks, especially since the balls are high are loaded and are pressed into the surface of their raceways.

Es gibt nun für Kupplungen Anwendungsgebiete, die keine derartige Präzision bedingen.There are now areas of application for clutches that are not of this kind Require precision.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine im Aufbau recht einfache und zudem betriebssichere Kupplung des homokinetischen Typs zu schaffen, wozu sie einerseits die bewährten übertragungskugeln von der Kugelkupplung und die ebenso bewährten Federausbildungen von den Federkupplungen übernimmt, ohne andererseits auf die hohe Präzision der Kugellaufbahnen und der schon erwähnten Begrenzungsmittel für den Federhub bei Federkupplungen angewiesen zu sein. Zudem ist auch eine Veränderung der Federpaket- bzw. Federblätteranzahl entbehrlich.The present invention has therefore set itself the task of providing a The construction of the homokinetic coupling is quite simple and also reliable Type, for which they use the tried and tested transmission balls from the ball coupling and takes over the equally proven spring formations from the spring clutches, without on the other hand on the high precision of the ball tracks and those already mentioned To be instructed limiting means for the spring stroke in spring clutches. In addition A change in the number of spring packs or spring leaves is also unnecessary.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei einer Kupplung der beanspruchten Art den übertragungskugeln des Kugelkranzes ein Federsystem zugeordnet, das aus einem Paar dachförmiger Blattfedern besteht, die tangential zwischen der inneren und der äußeren Kupplungshälfte angeordnet sind und die übertragungskugeln zwischen sich einschließen, wobei sie selbst über Wälzkörper an den Kupplungshälften abgestützt sind.To solve the problem, the one claimed is for a clutch Kind of the transmission balls of the ball and socket assembly assigned a spring system that consists of consists of a pair of roof-shaped leaf springs tangential between the inner one and the outer coupling half are arranged and the transmission balls between enclose themselves, being supported by rolling elements on the coupling halves are.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Blattfedern geschichtet.In a further embodiment of the invention, the leaf springs are layered.

Nach einem anderen weiterbildenden Merkmal sind die Blattfedem und die Stützkörper beidseitig durch Ringe oder Einsätze axial begrenzt.According to another advanced feature, the leaf springs and the support body is axially limited on both sides by rings or inserts.

Die erfindungsgemäße homokinetisch wirkende Kupplung läßt sich relativ weit beugen. Sie ist äußerst einfach aufgebaut und daher wenig störanfällig. Hinzu kommt noch eine leichte Austauschbarkeit aller wesentlichen Bauteile, deren einfache Herstellung und Lagerhaltung. Auf einfachste Art werden an der Kupplung auftretende Torsionsschwingungen von den den übertragungskugeln zugeordneten Blattfedersystemen aufgenommen. Nur drei solche Federsysteme sind erforderlich. Die geringe Zahl der übertragungskugeln sowie die Tatsache, daß sich diese Kugeln nur über die Federsysteme und den diesen zugeordneten Wälzkörpem auf den achsparallelen halbzylindrischen Laufbahnen in den beidenKupplungsteilen abstützen, erhöht dieLebensdauer der Laufbahnen und damit die Lebensdauer der Kupplung.The homokinetically acting clutch according to the invention can be relatively bend far. It has an extremely simple structure and is therefore less prone to failure. In addition there is also an easy interchangeability of all essential components, their simple Manufacturing and warehousing. The easiest way to get involved in the Coupling occurring torsional vibrations from the transmission balls assigned Leaf spring systems added. Only three such spring systems are required. The small number of transmission balls and the fact that these balls only via the spring systems and the rolling elements assigned to them on the axially parallel ones support semi-cylindrical raceways in the two coupling parts, increases the service life of the raceways and thus the service life of the coupling.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 einen Schnitt in Radialrichtung durch die Kupplung, . # F i g. 2 einen Schnitt in axialer Richtung durch die Kupplung, und schließlich F i g. 3 einen weiteren Axialschnitt durch die Kupplung, bei der jedoch an Stelle der übertragungskugeln zylindrische Rollen Anwendung finden.In the drawing, the invention is shown using an exemplary embodiment. F i g. 1 shows a section in the radial direction through the coupling . # F i g. 2 shows a section in the axial direction through the coupling, and finally FIG. 3 shows a further axial section through the coupling, in which, however, cylindrical rollers are used instead of the transmission balls.

In den Kupplungsteilen 1, 2 mit einem zwischen diesen Teilen liegenden Spalt 3 sind drei um 120' versetzte und in Achsrichtung verlaufende Ausnehmungen 4 sowie drei weitere ebenfalls um 120' versetzte und in gleicher Richtung verlaufende Bohrungen 5 angebracht.In the coupling parts 1, 2 with a gap 3 between these parts, three recesses 4 offset by 120 'and running in the axial direction as well as three further bores 5 also offset by 120' and running in the same direction are made.

Die Ausnehmungen 4 dienen zur Aufnahme der Übertragungskugeln 6 sowie der diesen zugeordneten Federsysteme, die aus je einem Paar dachförmiger Blattfedern 7, 7a bestehen. Alle drei Federsysteme sind jeweils tangential zwischen der inneren und der äußeren Kupplungshälfte 1, 2 angeordnet. Je ein Paar dieser dachförmigen und geschichteten Blattfedem 7, 7a schließen eine Übertragungskugel 6 zwischen sich ein, wobei die Federn über die Wälzkörper 8 an den Kupplungshälften 1, 2 abgestützt sind. Als Wälzkörper finden Zylinderrollen Verwendung.The recesses 4 serve to receive the transmission balls 6 and the spring systems assigned to them, which each consist of a pair of roof-shaped leaf springs 7, 7a. All three spring systems are each arranged tangentially between the inner and outer coupling halves 1, 2. A pair of these roof-shaped and layered leaf springs 7, 7a each enclose a transmission ball 6 between them, the springs being supported on the coupling halves 1, 2 via the rolling elements 8. Cylindrical rollers are used as rolling elements.

In Achsrichtung werden sowohl die Blattfedersysteme als auch die Wälzkörper 8 durch die Einsätze 9 bzw. durch die Ringe 10 begrenzt, die jedoch eine Bewegung in Umfangsrichtung zulassen (F i g. 2).In the axial direction, both the leaf spring systems and the rolling elements 8 are limited by the inserts 9 or by the rings 10 , which, however, allow movement in the circumferential direction (FIG . 2).

Gleichermaßen sind in der Keilnabe axiale Begrenzungsringe für die dem inneren Kupplungsteil 2 zugekehrten Federn 7 a und Wälzkörper 8 vorgesehen, deren Lage durch Sprengringe fixiert ist (nicht dargestellt).Similarly, axial confinement rings for the inner coupling part 2 facing springs 7 a and rolling elements 8 are provided in the splined bore whose position is fixed by snap rings (not shown).

Die zwischen den Ausnehmungen 4 liegenden Bohrangen 5 dienen zur Aufnahme der Hebel 11 zur Steuerung des Kugelkäfigs 12. Die Hebel 11 sind mit je drei Kugeln versehen, wovon die äußere im Kupplungsteil 1 und die innere im Kupplungsteil 2 gelagert -ist; mit der mittleren Kugel hingegen erfolgt die Steuerung des Käfigs 12. The bores 5 lying between the recesses 4 serve to accommodate the levers 11 for controlling the ball cage 12. The levers 11 are each provided with three balls, the outer one in the coupling part 1 and the inner one in the coupling part 2; On the other hand, the control of the cage 12 takes place with the middle ball.

Ein zentraler Fettraumring 13 für die Keilnabe steht über die Bohrungen 14 mit Bohrungen der Hebel 11 in Verbindung. Durch Pumpwirkung der inneren Kugeln der Hebel 11 wird auf diese Weise Fett in die Keilwelle gefördert.A central grease chamber ring 13 for the splined hub is connected via the bores 14 to bores in the levers 11 . By pumping action of the inner balls of the lever 11 , grease is pumped into the splined shaft in this way.

Bei Beugung und Verdrehung der Kupplung machen alle Federn 7, 7 a sowie auch alle Zylinderrollen 8 eine Drehbewegung im Außen- bzw. Innenring der Kupplung, wobei sie sich gegenseitig beugen und dabei gegenseitig über die Kugeln 6 abstützen. Die Kugeln 6 stellen sich dabei auf halbem Beu-"ungswinkel a ein, desgleichen der Käfig 12 mit seinen seitlichen Begrenzungsscheiben 9 und den Kugelhebeln 11. Da sich sowohl alle vier Zylinderrollen 8 in ihren in den Ausnehmungen 4 befindlichen Laufbahnen sowie auch die Kugeln 6 zwischen den Federn 7, 7a in Umfangsrichtung verdrehen, weist die Kupplung eine nicht unerhebliche Drehelastizität auf.When the coupling is bent and rotated, all springs 7, 7 a and also all cylindrical rollers 8 make a rotary movement in the outer or inner ring of the coupling, whereby they bend each other and thereby support each other via the balls 6 . The balls 6 are set at half the bend angle α, as is the cage 12 with its lateral limiting disks 9 and the ball levers 11. Since all four cylindrical rollers 8 are located in their raceways in the recesses 4, as are the balls 6 between twist the springs 7, 7a in the circumferential direction, the coupling has a not inconsiderable torsional elasticity.

Statt der dargestellten und bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich selbstverständlich auch andere Mittel und Kombinationen von diesen anwenden. So können beispielsweise die übertragungskugeln 6 als Zylinderrollen ausgebildet sein, wobei die Führungs- und Steuerungseinrichtung entbehrlich wird (F i g. 3). Allerdings ist eiiie derartige Ausbildung nur für relativ kleine Winkelverlagerungen vorzusehen, da die langgestreckten Federn 7, 7 # bei Beugung eine Verdrehung nur in kleinem Umfang um ihren Querschnitt zulassen. In einem solchen Falle kann auf die Steuerhebel 11 sowie auf den Käfig 12 verzichtet werden; an Stelle der übertragungskugeln 6 werden dann zylinder- oder tonnenförmige Körper verwendet, deren axiale Länge etwas kürzer ist als die axiale Laufbahnbreite bzw. die Ringe 10. Instead of the illustrated and previously described exemplary embodiments, other means and combinations of these can of course also be used. For example, the transmission balls 6 can be designed as cylindrical rollers, the guide and control device being dispensable ( FIG. 3). However, such a design is only to be provided for relatively small angular displacements, since the elongated springs 7, 7 # allow twisting only to a small extent around their cross-section when they are bent. In such a case, the control lever 11 and the cage 12 can be dispensed with; Instead of the transmission balls 6 , cylindrical or barrel-shaped bodies are used, the axial length of which is somewhat shorter than the axial width of the raceway or the rings 10.

Da alle tragenden Glieder gleichmäßig belastet werden, ist die Kupplung in höchstem Maße spiel-, verschleiß- und drehschwingungsfrei; sie ist dann mindestens drehschwingungsmindernd, wenn Impulse von außen einwirken. Die Übertragungsglieder sind so diinensioniert, daß auch bei stoßweiser Belastung sowohl in Umfangs- als auch in Axialrichtung eine optimale Lebensdauer gewährleistet wird.Since all load-bearing links are loaded equally, the clutch is Extremely free of play, wear and torsional vibration; it is then at least Torsional vibration reducing when external impulses act. The transferring links are dimensioned in such a way that even with intermittent loading, both circumferential and an optimal service life is also guaranteed in the axial direction.

Claims

Claims: 1. Homokinetic, angularly movable coupling with the torque-transmitting balls, which are arranged in axially parallel, semi-cylindrical Ngten of the two coupling halves, characterized in that the transmission balls (6) of the ball ring is assigned a spring system consisting of a pair of roof-shaped leaf springs (7 , 7a), which are arranged tangentially between the inner and outer coupling halves (1,2) and enclose the transmission balls (6) between them, whereby they themselves are supported on the coupling halves (1,2) via rolling elements (8).

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the leaf springs (7, 7a) are layered. 3. Coupling according to claim 1 and 2, characterized in that the leaf springs (7, 7 a) and the rolling elements (8) are axially limited on both sides by rings (10) or inserts (9). Documents considered: German Auslegeschrift No. 1203 055; British Patent Nos. 835 936, 863 378, 873 162; U.S. Patent Nos. 2,313,279, 2,802,352; G. P ie 1 stic k, lvffl, Augsburg plant, "Schwingungsdämpfende Hülsenfedem", Mitt. Forsch. Anst. GHH-Konzem, Vol. 4, Issue 5 from April 1936, pp. 123 to 128.