DE1233667B

DE1233667B - Coupling for the transmission of rotary movements true to the angle of rotation

Info

Publication number: DE1233667B
Application number: DESCH33262A
Authority: DE
Inventors: Richard Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-05-11
Filing date: 1963-05-11
Publication date: 1967-02-02
Also published as: CH434896A; GB1057655A; AT252668B; SE331771B

Description

Kupplung zur drehwinkelgetreuen Übertragung von Drehbewegungen Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur drehwinkelgetreuen Übertragung von Drehbewegungen zwischen parallelen Wellen mit veränderlichem Wellenversatz mit einem Zwischenglied, das mit den beiden Kupplungshälften über je ein Getriebe von wenigstens drei zueinander parallelen Lenkern verbunden ist.Clutch for rotation angle-true transmission of rotary movements The invention relates to a coupling for rotationally conformal transmission of rotary movements between parallel shafts with variable shaft displacement with an intermediate member which is connected to the two coupling halves each have a transmission of at least three mutually parallel rods.

Durch die Lenker wird 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 parallele Lenker mit der abtriebsseitigen zweiten Kupplungshälfte in Antriebsverbindung, so daß diese ihrerseits winkeltreu dein Zwischenglied und damit der ersten Kupplungshälfte folgt. Die Länge der Lenker ist geringer als der Ab- stand der Anlenkpunkte an den Kupplungshälften bzw. dem Zwischenglied, so daß sich die Lenker bei einer kontinuierlichen Umlaufbewegung aneinander vorbeidrehen können. Dabei können sich die beiden Kupplungshälften in einem gewissen, durch die Länge der Lenker bestimmten Bereich gegeneinander bewegen, ohne daß sich an der winkeltreuen übertra-"ung der Drehbewegung etwas ändert. Dadurch, daß wenigstens drei Lenker vorgesehen sind, ist sicherim gestellt, daß über die Lenker eine gleichmäßige Drehmomentübertrag ng ohne Totpunkte stattfinden kann. Bei einer bekannten Kupplung dieser Art wird das ',u 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 gegeneinander und um die Antriebswelle verschwenkbar. Auf diese Weise kann die Antriebswelle relativ zu der Abtriebswelle bewegt werden.The link is always held parallel to the drive-side first coupling half, so that it rotates at the same angle with this first coupling half. In the same way, the intermediate member is in drive connection with the second coupling half on the output side by parallel links, so that this in turn follows your intermediate member and thus the first coupling half at a correct angle. The length of the handlebar is less than the spacing of the articulation points on the coupling halves and the intermediate member, so that the handlebars in a continuous rotational movement can rotate past each other. The two coupling halves can move against each other in a certain range determined by the length of the handlebars, without any change in the angular transmission of the rotational movement. The fact that at least three handlebars are provided ensures that the link a uniform torque transmission can take place without dead centers. In a known coupling of this type, the ', u intermediate piece is formed by a body 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.

Bei dieser Anordnung ist die Lage des Zwischengliedes wegen des Vorhandenseins der Lenker kinematisch überbestimmt. Wenn das Zwischenglied zusätzlich in den Gehäusen gelagert ist, muß die Länge der Lenker sehr genau an die Abmessungen der Gehäuse angepaßt werden. Anderenfalls treten Verklemmungen und zusätzliche Kräfte auf die Lager auf. Als weiterer Nachteil der bekannten Anordnung sind zwei zusätzliche Lager für das Zwischenglied erforderlich, die eine verhältnismäßig große Baulänge in axialer Richtung ergeben.In this arrangement, the location of the intermediate link is due to its presence the link is kinematically overdetermined. If the intermediate link is also in the housings is stored, the length of the handlebars must very closely match the dimensions of the housing be adjusted. Otherwise deadlocks and additional forces will occur Stock up. Another disadvantage of the known arrangement are two additional bearings required for the intermediate link, which has a relatively large overall length in the axial direction Direction.

Bei der bekannten Kupplung sind Zapfen an den Lenkern angebracht, die in Lagerbohrungen der Kupplungshälften bzw. des Zwischengliedes sitzen. Bei dieser La-eranordnuno, 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 verschiedenen Ebenen erfolgt. Diese Momente müssen durch die Lagerung des Zwischengliedes aufgenommen werden.In the known coupling pins are attached to the handlebars, which sit in the bearing bores of the coupling halves or the intermediate link. at This La-eranordnuno act on the handlebars and the bearings tilting moments, as the power transmission z. B. from the drive-side coupling half to the handlebar and from the handlebar takes place on the pontic in different levels. These moments have to go through the storage of the pontic can be added.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der vorstehend erwähnten Art so auszubilden, daß sie eine Übertragung der Drehbewegung bei gegenseitiger Beweglichkeit der Wellen auf ihöglichst kurzer Länge ermöglicht, einfach aufgebaut ist und unerwünschte Lagerbeanspruchungen vermieden sind.In contrast, the invention is based on the object of a clutch of the type mentioned above to be designed so that they transmit the rotary motion with mutual mobility of the waves in the shortest possible length possible, is simple and undesirable bearing loads are avoided.

. Die Erfindung besteht darin, daß das Zwischenglied in an sich bekannter Weise von einem ungelagerten scheibenartigen Körper gebildet wird und daß die Zapfen sowohl im Zwischenglied als auch in den beiden Kupplungshälften fest angebracht und in entsprechenden Bohrungen der Lenker gelagert sind. . The invention consists in that the intermediate member is formed in a manner known per se from an unsupported disk-like body and that the pins are firmly attached both in the intermediate member and in the two coupling halves and are mounted in corresponding bores in the handlebars.

Es ist erfindungsgemäß nicht nötig und sogar nachteilig, das Zwischenglied zusätzlich zu lagern. Die Lage des Zwischengliedes wird bei vorgegebener An-und Abtriebswelle eindeutig durch die Lenker fixiert, und jede zusätzliche Lagerung desselben führt nur zu einer kinematischen Überbestimmung. Durch die hierbei ermöglichte, flache, scheibenartige 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 Kupplung von ausschlaggebender Bedeutung sein. Es ist an sich eine Kupplung zwischen zwei Wellen auf festem Wellenversatz bekannt, bei der zwischen den beiden Kupplungshälften ein ungelagertes scheibenförmiges Zwischenglied vorgesehen ist. In den einander zugekehrten Flächen der mit An- und Abtriebswelle verbundenen scheibenförmigen Kupplungshälften und des scheibenförmiggen Zwischengliedes. sind jeweils vier um 901 a eneinander versetzte kreisrunde Vertiefungen vorgesehen, die sich teilweiseüberlappen, in denen Kugeln von kleinerem Durchmesser als diese Vertiefungen jeweils zwischen einem Kupplungsglied und dem Zwischenglied angeordnet sind.According to the invention, it is not necessary and even disadvantageous to additionally mount the intermediate member. With a given input and output shaft, the position of the intermediate link is clearly fixed by the link, and each additional mounting of the link only leads to a kinematic overdetermination. The flat, disk-like design of the intermediate member made possible here in turn makes it 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 with respect 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 on a fixed shaft offset, in which a non-supported, disk-shaped intermediate member is provided between the two coupling halves. In the mutually facing surfaces of the disk-shaped coupling halves connected to the input and output shafts and of the disk-shaped intermediate member. four circular depressions offset by 901 a are provided, which partially overlap, in which balls of a smaller diameter than these depressions are each arranged between a coupling member and the intermediate member.

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 Vertiefungen ab und werden bei dem gewählten Wert des Wellenversatzes in jeweils zwei sich überlappenden Vertiefungen zwangsschlüssig gehalten. Wenn bei einer solchen Anordnun- der Wellenversatz auf einen kleineren Wert verändert würde, dann , -in- ce diese Zwangsschlüssigkeit 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 eindeutig bestimmt.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 off in the depressions and are positively held in two overlapping depressions at the selected value of the shaft offset. If the shaft offset would be changed to a smaller value in such an arrange- then, -in- this forced conclusiveness ce lost outside of the operating state, since the position of unstored washer would then no longer be clearly determined at the coupling members. In the case of a coupling according to the invention, on the other hand, the mounting of the intermediate disk is always clearly determined.

Um einen größeren Wellenversatz zu ermöglichen, ohne die Kupplungshälften und das Zwischenglied sowie die Lenker unhandlich groß ausführen zu müssen, ist eine Hintereinanderschaltung mehrerer Zwischenkörper und Parallellenkergetriebe möglich.To enable a larger shaft misalignment without the coupling halves and the intermediate link as well as the handlebars have to be carried out bulky and bulky a series connection of several intermediate bodies and parallel link gear possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine Wellenkupphing nach der Erfindung bei maximalem Wellenversatz, F i g. 2 einen Querschnitt längs der Ebene II-11 in F i g. 1, in Pfeilrichtung gesehen, F i g. 3 einen Querschnitt längs der Ebene 111-111 in F i g. 1, in Pfeilrichtung gesehen, F i g. 4 einen Querschnitt ähnlich F i g. 2 für e inen Wellenversatz Null F i g. 5 eine teilweise geschnittene Aufsicht auf die Anordnung nach F i g. 4 und F i g. 6 einen Querschnitt ähnlich F i g. 2 für einen weiteren Wert des Wellenversatzes.An embodiment of the invention is shown in the drawings and described below. It shows F i g. 1 shows an axial section through a shaft coupling ring according to the invention at maximum shaft offset, FIG . 2 shows a cross section along the plane II-11 in FIG. 1, seen in the direction of the arrow, FIG . 3 shows a cross section along the plane 111-111 in FIG . 1, seen in the direction of the arrow, FIG . 4 shows a cross section similar to FIG. 2 for a zero shaft misalignment F i g. 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 another value of the shaft offset.

Die F i g. 1 bis 3 der Zeichnung zeigen die Wellenkupplung bei maximalem Wellenversatz. Die. Antriebswelle 1 ist in einer von einem Lagergehäuse 2 umschlossenen Lagerbüchse 3 gelagert.The F i g. 1 to 3 of the drawing show the shaft coupling at maximum shaft misalignment. The. Drive shaft 1 is mounted in a space enclosed by a bearing housing 2 bearing bush. 3

Am Ende der Welle 1 ist ein erstes kreisscheibenförmigges 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 F i g* 1 nur eine sichtbar ist. Eine Abtriebswelle 6 läuft in einer von einem Lagergehäuse 7 umschlossenen Lagerbüchse 8. Am Ende der Abtriebswelle 6 sitzt ein zweites kreisseheibenförmiges 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 Ab- stand 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 Zwischenglied in Gestalt einer Kreisscheibe 11 angeordnet, in welcher ebenfalls um die Achse der Kreisscheibe 11 herum nach beiden Seiten drei Zapfen 12, 12' vorgesehen 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.At the end of the shaft 1 , a first coupling member 4 in the form of a circular disk is attached. In the end face of the coupling member 4, three pin 5 are arranged at equal distances from the axis of the shaft 1 and are each mutually offset by 120 ', from which in F ig * 1 only one is visible. An output shaft 6 runs in a bearing bush 8 enclosed by a bearing housing 7. At the end of the output shaft 6 there is 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 spacing of pin 10 from the axis of the shaft 6 is exactly as large as the spacing of the pins 5 from the axis of the shaft 1. between the coupling members 4 and 9, an intermediate member in the form of a circular disc 11 is arranged, in which likewise around the axis of the circular disk 11 three pins 12, 12 'are provided on both sides, the arrangement of which is congruent to the arrangements of the pins 5 and 10. The pins 12, 12' of the disk 11 protrude on both sides into bores 13, 13 ' from links 14, 15 into, at the respective other ends of which bores 16, 17 are provided, into which the pins 5, 10 of the coupling members 4, 9 engage.

F i g. 2 der Zeichnung läßt alle drei Zapfen 10 des Kupplungsgliedes 9 erkennen. Einzelheiten der Anordnung der Lenker 14, 15 zeigt F i g. 3. F i g. 2 of the drawing shows all three pins 10 of the coupling member 9 . Details of the arrangement of the links 14, 15 are shown in FIG. 3.

Wesentlich ist, daß die Längenabmessungen der Lenker 14, 15 kleiner sind als die Abstände der Zapfen, so daß sich die Lenker 14, 15 bei einem kontinuierlichen Umlauf der Wellen 1 und 5 und der Kupplungs- und Zwischenglieder 4, 9, 11 aneinander vorbeidrehen können.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 can rotate past each other during a continuous rotation of the shafts 1 and 5 and the coupling and intermediate links 4, 9, 11 .

Die Wirkungsweise der Wellenkupplung ist folgende, Gemäß F i g. 1 liegen die Lenker 14 und 15 jeweils in der aus den F i g. 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.The mode of operation of the shaft coupling is as follows, according to FIG. 1 , the links 14 and 15 are each in the form shown in FIGS. 2 and 3, as can be seen, parallel to one another. 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.

Die F i g. 4 und 5 zeigen die Einstellung der Wellenkupplung bei fluchtenden Wellen. Eine Einstellung der Wellenkupplung für mittleren Wellenversatz ist aus F i g. 6 ersichtlich.The F i g. 4 and 5 show the setting of the shaft coupling when the shafts are aligned. A setting of the shaft coupling for medium shaft misalignment is shown in FIG. 6 can be seen.

Die Einstellung der WeIlenkupplung auf den je- weiligen Wellenversatz der beiden gekuppelten Wellen 1 und 6 erfolgt vollkommen selbsttätig, wobei sich das Zwischenglied 11 unter der Wirkung der von den Lenkern 14 und 15 gebildeten Parallellenkergetriebe frei im Raum verstellt, ohne daß sich die Winkelgeschwindigkeit der Wellen 1, 6 dabei ändert.The adjustment 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 link mechanism formed by the arms 14 and 15 without the angular speed of the shafts changing 1, 6 changes.

Das ist beispielsweise von Vorteil, wenn das Lagergehäuse 2 fest ist, das Lagergehäuse 7 jedoch während des Betriebes laufend verstellt wird.This is advantageous, for example, when the bearing housing 2 is fixed, but the bearing housing 7 is continuously adjusted during operation.

In F i g. 1 ist in strichpunktierten Linien eine Stellung 6' der Welle eingetragen, welche der in voll ausgezogenen Linien dargestellten Stellung der Welle 6 diametral gegenüberliegt. Ferner ist in F i g. 3 der Umfang 16 derjenigen Kreisfläche eingezeichnet, innerhalb welcher die Welle 6 beliebig verschoben werden kann.In Fig. 1 , a position 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 shows the circumference 16 of that circular area within which the shaft 6 can be moved as desired.

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.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-drive gear. The shaft coupling described can also be constructed with two or more disk-shaped intermediate members in order to be able to change the shaft offset in a correspondingly larger range. Instead of the fixed shaft 1 , the drive could also act on the movable shaft 6 .

Claims

Claims: 1. Coupling for the accurate transmission of rotary movements between parallel shafts with variable shaft misalignment with an intermediate member which is connected to the two coupling halves via a transmission made up of at least three parallel links, characterized in that the intermediate member is known from an unsupported disk-like body (11) is formed and that the pins are firmly attached both in the intermediate member and in the two coupling halves (4, 9) and are mounted in corresponding bores in the link (14, 15) .

2. Coupling according to claim 1, characterized by the series connection of several intermediate bodies (11) and parallel link transmission. Documents considered: German Patent No. 232 295; French Patent No. 723 451; USA.-Patent specifications No. 1862 220, 2 343 244, 2932255. Kurt Rauh, "Practical Gear Teaching", Springer-Verlag, Berlin, 2nd edition, 1951, 1st volume, fig. P. 31, fig. 222 and description Pp. 53/54.