DE1233668B

DE1233668B - Dichte, stopfbuchsenfreie Vorrichtung zur Kraftuebertragung, insbesondere Drehmomentenuebertragung zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle

Info

Publication number: DE1233668B
Application number: DEV28128A
Authority: DE
Inventors: Paul Vulliez
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-10-20
Filing date: 1960-10-18
Publication date: 1967-02-02
Also published as: US3082632A; FR1248634A

Description

Dichte, stopfbuchsenfreie Vorrichtung zur Kraftübertragung, insbesondere Drehmomentenübertragung zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle Die Erfindung betrifft eine vollkommen dichte Vorrichtung zur Kraftübertragung zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle mit einem sich bei einer Drehung der Antriebswelle um eine im Gehäuse feststehende Achse drehenden Antriebsteil sowie mit einem mit diesem Antriebsteil über einen gegenüber der feststehenden Achse exzentrisch angeordneten Zapfen verbundenen Zwischenstück, welches sich bei einer Übertragung der Drehbewegung der Antriebs- an die Abtriebswelle in kreisförmiger Translation verschiebt, und schließlich mit einem Faltenbalg, dessen eines Ende am Gehäuse und dessen anderes Ende am Zwischenstück befestigt ist, so daß die Umgebung der einen Welle von der der anderen isolierbar ist.
Die bei derartigen Vorrichtungen sich ergebende technische Aufgabe besteht darin, eine möglichst exakte kreisförmige Translationsbewegung des Zwischenstückes zu erreichen, um eine Beschädigung des Faltenbalges zu verhindern.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art zur kontinuierlichen Kraftübertragung zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle über ein Zwischenstück liegen ein erstes und ein zweites übertragungselernent auf einer gemeinsamen Welle, die parallel zur gemeinsamen Achse der Antriebs- und der Abtriebswelle mit Abstand von dieser verläuft, um das Zwischenstück in einer Kreisbogenbahn zu bewegen, deren Ebene senkrecht zur gemeinsamen Achse der Antriebs- und der Abtriebswelle liegt. Diese bekannte Ausführungsform ist ferner mit Zwangslaufeinrichtungen versehen, und zwar mit einer ersten Vorrichtung zur Beschränkung der Zwischenteilbewegungen und mit einer weiteren Vorrichtung, die im Zusammenwirken mit der ersten Vorrichtung Veränderungen in der Richtungslage des Zwischenteils verhindern, jedoch dessen freie Bewegung in der Bogenbahn gestatten. Die Zwangslaufeinrichtungen können ein Zahnradgetriebe besitzen, welches das Zwischenstück mit der Antriebs- oder der Abtriebswelle verbindet und welches einen ringförmigen Zahnkranz aufweist, der über ein ortsfest gelagertes Ritzel mit einem weiteren Ritzel gekuppelt ist. Damit wird zwar bei dieser bekannten Konstruktion ein formschlüssig wirkendes übertragungselement an einer im Gehäuse gelagerten Welle vorgesehen, jedoch handelt es sich hier um eine Zwangs-D e laufeinrichtuno, für die Sekundär-Übertragung, wäh-C rend die Primär-übertragung über die auf einer gemeinsamen Welle bzw. Achse liegenden Übertragungselemente erfolgt, welche als Kurbelzapfen der C Antriebs- bzw. Abtriebswelle ausgebildet und in dem Zwischenstück ortsfest gelagert sind. Somit ist auch in diesem Fall ein System verwirklicht, bei dem die auftretenden Kräfte sich nicht im Gleichgewicht befinden. Da die Kurbelzapfen die Hauptkraft aufnehmen und im Lauf der Zeit infolge ungleichmäßiger Beanspruchungen ein Lagerspiel nicht zu vermeiden ist, kann auf die Dauer eine einwandfreie kreisförmige Translationsbewegung des Zwischenstückes auch bei dieser Konstruktion nicht erreicht werden. Das führt im Ergebnis zur Zerstörung des Faltenbalges. Darüber hinaus ist festzustellen, daß diese bekannte Vorrichtung in konstruktionsmäßiger Hinsicht kompliziert und aufwendig ist.
Angesichts dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, wenigstens zwei formschlüssige übertragungselemente an im Gehäuse gelagerten Wellen C im vorzusehen. Dadurch wird erreicht, daß weder die Antriebswelle noch die Abtriebswelle. Exzenter besitzen, die zu einem unausgeglichenen Kräftesystern führen können.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine möglichst exakte, kreisförmige Translationsbewegung des Zwischenstückes durch nur ein einziges Element zu erreichen.
Als Lösung wird vorgeschlagen, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art in der Weise auszubilden, daß ein an sich bekanntes Koordillationsteil in Form einer kreisrunden Scheibe mit am Umfang der Scheibe offenen, winklig zueinander verlaufenden geradlinigen Führungen vorgesehen ist, deren eine mit einer fest im Gehäuse angeordneten Gegenführung und deren andere mit einer Gegenführung am Zwischenstück gleitbar zusammenwirkt.
Eine derartige Verbindung würde nach Art einer Oldhamschen Kupplung arbeiten und jederzeit selbst bei hohen Drehzahlen dem Zwischenstück eine einwandfreie kreisförmige Translationsbewegung und damit die Übertragung großer Drehmomente ermöglichen. Das Zwischenstück kann sich hierbei niemals um seinen eigenen Mittelpunkt verdrehen, und der Faltenbalg, welcher die Umgebung der Antriebs- von der der Abtriebswelle isolieren muß, bewegt sich nur translatorisch.
Im Vergleich zu bisher bekannten vollkommen dichten Kraftübertragungen ergibt die Erfindung eine besonders robuste, sehr einfach aufgebaute Konstruktion mit langer Lebensdauer.
Je nach der Bauart können die Antriebswelle und die Abtriebswelle koaxial oder nicht koaxial verlaufen, sie können die gleiche oder auch entgegengesetzte Drehrichtung haben, ihre Drehzahlen können gleich sein oder mehr oder weniger ungleich.
Das System kann umgekehrt werden, d. h. die Antriebswelle kann Abtriebswelle werden, und umgekehrt.
Das Dichtungsorgan kann entweder als Faltenbal-oder als Einfach- oder Mehrfachmembran gebaut sein; es kann aus Metall bestehen oder aus irgendeinem anderen Material.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert; es zeigt F i g. 1 die schematische Darstellung einer Ausführung mit Führungsorganen zur Erzielung der kreisförmigen Translationsbewegung des Zwischenstückes, F i g. 2 schematisch einen praktischen Aufbau der Führungsmittel von F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße dichte Übertragungsvorrichtung, die nach den in F i g. 1 und 2 gezeigten Schematas arbeitet, F i g. 4, 5, 6, 7 und 8 die Vorrichtung nach F i g. 3 in ihre Einzelclemente zerlegt in perspektivischer Darstellung, wobei einige Teile der Klarheit wegen weggelassen wurden.
F i g. 1 zeigt, wie sich für das Teil AC eine kreisförmige Translationsbewegung aus einer Drehbewegung des Teils BA um die Achse B erreichen läßt, selbst wenn Organe wie die Teile DC, CA' und BW weggelassen werden. Erreicht wird dies dadurch, daß man an die Seite AC ein Gleitstück 24 anhängt, welches sich in der Nut 25, die parallel zu BD liegt, verschieben kann, wobei diese Nut 25 in einem beweglichen Teil 26 eingefräst ist, welches selbst frei in den festen Führun-en 27 gleiten kann, und zwar in einer festliegenden Richtung' die vorzugsweise rechtwinklig zu BD gewählt wird. Bei einer Drehung des Teils BA und B erhält AC eine kreisfönnige Bewegung, während das Teil 26 als Koordinationsteil arbeitet und eine konstante Orientierung zu AC ergibt, wodurch die gewünschte kreisförmige Translationsbewegung des Teils AC erzielbar ist.
In F i g. 2 ist ein einziges Element mit einer Antriebs-Exzentrizität X und dem Mittelpunkt D dargestellt, welches im Mittelpunkt C des Teils 12, d. h. des »Zwischenstück-es«, angreift, welches in kreisförmige Translation versetzt werden soll. Dieses Teil 12 besitzt diametral einen Schieber 24, der sich in der Nut 25 des Koordinationsteils 26 verschiebt, welches sich entsprechend in den feststehenden Führungen 27 verschieben kann, wobei es in seiner Nut 28 in einer Richtung gleitet, die rechtwinklig zur Nut 25 verläuft.
Die Rotation des exzentrischen Antriebselementes mit dem Radius DC = X um D, welches im Mittelpunkt C des Zwischenstückes 12 angreift, verleiht diesem auf Grund der Führungen des beweglichen Teils 26 eine exakte kreisförmige Translationsbewegung.
In den F i g. 3 bis 8 ist ein derartiger Aufbau von F i g. 2 konstruktionsmäßig dargestellt. Hierbei liegen die Antriebswelle 22 und die Abtriebswelle 9 koaxial und sind über zwei Kurbelstücke mit gleicher Exzentrizität X fest mit dem Zwischenstück 12 verbunden. Die Kurbelzapfen 11 sitzen in entsprechenden Bohrungen 14 in diesem Zwischenstück 12. Das Gehäuse 5 dieser Drehverbindung umgibt den Faltenbal- 6, welcher die Abtriebswelle 9 vom äußeren Medium isoliert, und eine Führungshülse 8. Die verschiedenen Bauteile sind in den F i g. 4, 5, 6, 7 und 8 perspektivisch dargestellt.
Wie F i g. 4 zeigt, besitzt der feststehende Deckel 21 das Führungselement 27, welches in die entsprechende Nut 28 (F i g. 6) des Koordinationsteils 26 eingreift. Rechtwinklig zur Nut 28 verläuft an der entgegengesetzten Seite des Koordinationsteils 26 die Nut 25, in welcher das Führungselement 24 (F i g. 7) gleitet, welches auf dem Zwischenstück 12 sitzt. In diesem Zwischenstück 12 sind die beiden Bohrungen 14 vorgesehen, welche die Zapfen 11 der Antriebswelle 22 (F i g. 5) und der Antriebswelle 9 (F i g. 8) aufnehmen.
In der Konstruktion nach den F i g. 3 bis 8 verlaufen die Antriebswelle und die Abtriebswelle koaxial und drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung. Die Umlaufzahl der kreisförmigen Translationsbewegungen des Teils 12, mit dem der Faltenbalg 6 fest verbunden ist, ist gleich der Drehzahl der Antriebs- und der Abtriebswelle.

Claims

Patentanspruch: Dichte Vorrichtung zur kontinuierlichen Kraftübertragung zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle über ein Zwischenstück, dem eine kreisförmige Translationsbewegung bei übertragung der Rotationsbewegung der Antriebswelle an die Abtriebswelle erteilt wird, mit einem hermetisch abdichtenden Faltenbalg, der mit seinem einen Ende am Gehäuse und dem anderen Ende am Zwischenstück befestigt ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein an sich bekanntes Koordinationsteil (26) in Form einer kreisrunden Scheibe mit am Umfange der Scheibe offenen, winklig zueinander verlaufenden geradlinigen Führungen (28, 25) vorgesehen ist, deren eine mit einer fest im Gehäuse (21) angeordneten Ge-"enführung (27) und deren andere mit einer Gegenführung (24) am Zwischenstück (12) gleitbar zusammenwirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1131054; USA.-Patentschrift Nr. 2 335 170#