DE1258673B - Kardangelenkkupplung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16d

Deutsche KL: 47c-4

Nummer: 1258 673

Aktenzeichen: B 83695 XII/47 c

Anmeldetag: 11. September 1965

Auslegetag: 11. Januar 1968.

Die Hauptpatentanmeldung B 78515 XII/47 c betrifft eine Kardangelenkkupplung zwischen zwei axialen und/oder winkligen und/oder parallelen Verschiebungen ausgesetzten, fest gelagerten Wellen mittels einer Zwischenwelle, wobei zur Verbindung jedes der beiden Enden der Kardanwelle mit je einem Ende der beiden anderen Wellen je eine zentrierende Kupplung vorgesehen ist, wobei diese Kupplungen, wie an sich bekannt, als Gelenkhebelkupplungen mit jeweils mindestens drei Gelenkhebeln, deren eine Enden über sphärische Gelenke an der treibenden Welle bzw. getriebenen Welle und deren andere Enden über sphärische Gelenke an der Zwischenwelle angreifen, und zum Abstimmen des Schwingungsverhaltens unterschiedlich ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des obigen Gegenstandes und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkhebelanordnungen einander gegensinnig gerichtet sind.

Durch die Verwendung des Gummikardangelenkes mit gegensinniger Lenkeranordnung können Wellenstränge miteinander gekoppelt werden, bei denen die einzelnen Wellen zueinander keine bestimmte Richtung und Lage haben müssen und auch die einzelnen Wellen gegeneinander während des Drehens bewegt werden können. Bei einer bisher üblichen Kreuzgelenkkupplung z. B. muß, um die Gleichlaufgenauigkeit zu gewährleisten, die Antriebs- und Abtriebswelle eine bestimmte Lage (z. B. Z-Lage oder Gleichwinkellage) zueinander haben. Das Gummikardangelenk nach der Erfindung ist infolge der Gleichlaufgenauigkeit unabhängig von Lagenzuordnungen und Bewegungen der Abtriebswelle gegenüber der Antriebswelle während der Drehmomentübertragung. Je nach der Wahl der Gummielemente und der Lenkerlängen können bei verschleißloser und wartungsfreier Ausführung große kardanische Auslenkwinkel der beiden verbindenden Wellen bei geringen inneren Widerstandskräften erreicht werden.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den F i g. 1 bis 4 dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die Ansicht eines Kardangelenkes gemäß der Erfindung mit konzentrisch ineinander angeordneten Kupplungselementen,

F i g. 2 die gleiche Kupplung im Schnitt mit ausgelenkter Kardanwelle,

F i g. 3 a und 3 b ein Kardangelenk mit trommeiförmigem Zwischenring in einer systemperspektivischen Darstellung,

Kardangelenkkupplung

Zusatz zur Anmeldung: B 78515 XII/47 c-Auslegeschrift 1253 524

Anmelder:

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft,

6800 Mannheim-Käfertal, Kallstadter Str. 1

Als Erfinder benannt:

Wilhelm Koch, 6900 Heidelberg

F i g. 4 eine schematische Darstellung des gleichen Kardangelenkes.

ao Bei dem in F i g. 1 dargestellten Kardangelenk ist das mit der gelagerten Welle 10 kraftschlüssig verbundene Kupplungselement 1 als topff örmiger Außenring ausgebildet.

Der Außenring 1 ist mit dem Zwischenring 2 über

as mindestens drei starre Gelenkhebel, an deren Ende gummielastische Gelenke 12 und 21 angeordnet sind, verbunden. Die Kardanwelle 30 ist am Innenring 3 befestigt, welcher ebenfalls über mindestens drei starre Gelenkhebel 22 und die an deren Enden angeordneten gummielastischen Gelenke 23 und 32 mit dem Zwischenring 2 gekuppelt ist. Bei einer Auslenkung stellt sich der Mittelring 2, bedingt durch die innere Widerstandskraft der Gummigelenke, in die Mittelstellung der Gesamtauslenkung der Kardanwelle 3 gegenüber der Welle 1. Bei einer Belastung der gummielastischen Gelenke bis zur Walkfähigkeitsgrenze ist daher eine große kardanische Auslenkung der Welle 1 gegenüber der Kardanwelle 3 zulässig. Durch die Anordnung von drei Gelenkhebeln ist der Zwischenring 2 gegenüber dem Außenring 1 und die Kardanwelle 3 gegenüber dem Zwischenring 2 zentrisch geführt. Die Kardanwelle 3 ist hierdurch gegenüber der Welle 1 so gelagert, daß sie sich axial und kardanisch bewegen kann, wobei das Drehmoment durch die Gelenkhebel übertragen wird.

Die Gelenkhebelsysteme 11 und 22 sind im Zuge der Kraftübertragung betrachtet in gegensinniger Richtung angeordnet, d. h., während die Gelenkhebel 11 in Richtung vom Außenring 1 zum Zwischenring 2 betrachtet entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen, laufen die Gelenkhebel 22 in Richtung

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vom Zwischenring 2 zum Innenring 3 betrachtet im Uhrzeigersinn um. Die Gelenke 21 und 23 sind in der Fig. 1 als zwei unmittelbar nebeneinanderliegende Gelenke dargestellt. Die Verbindung der beiden Gelenkhebel 11 und 22 mit dem Zwischenring 2 kann jedoch auch durch ein einziges Gelenk erfolgen, wobei dieses als Gummikugel-Doppelgelenk ausgeführt ist. Bei gegensinniger Gelenkhebelanordnung nach F i g. 1 heben sich die bei axialer und kardanischer Auslenkung der Welle 30 gegenüber der Welle 10 bei Drehmomentbelastung am Zwischenring wirkenden Seitenkräfte auf. Hierdurch wird auch bei Drehmomentbelastung der Mittelring in der Mittelstellung genau geführt. Bei dieser Gelenkhebelanordnung ist bei kardanischer Auslenkung und auch bei intermittierender axialer Auslenkung eine exakte Gleichlaufgenauigkeit der Welle 3 gegenüber der Welle 1 gegeben.

F i g. 3 a zeigt ein Gummikardangelenk mit sternförmig ausgebildetem Zwischenring 2 in einer systemperspektivischen Darstellung in Mittelstellung und die F i g. 3 b in ausgelenktem Zustand.

In F i g. 4 ist die gleiche Anordnung im Schnitt in ausgelenktem Zustand dargestellt. Auch hier wird eine exakte Gleichlaufgenauigkeit durch gegensinnige Lenkeranordnung und korrespondierende Lage der Anlenkpunkte erreicht. Bei der Tandemanordnung sind die Gelenkkupplungen unmittelbar nebeneinanderliegend angeordnet. Die eine Welle 10 und die Kardanwelle 3 sind durch die Gelenkhebel 11 bzw. 22 mit den innenliegenden Gelenkpunkten 12 bzw. 32 verbunden. Die außenliegenden Gelenkpunkte 21 und 23 greifen am gemeinsamen Außenring 2 an. Die beiden Wellen 10 und 30 können gegebenenfalls aber auch mit den außenliegenden Anlenkpunkten verbunden sein und die innenliegenden Anlenkpunkte am gemeinsamen Teil 2 angreifen, ohne daß die kinematischen Verhältnisse sich ändern. Liegen die beiden Kupplungselemente unmittelbar nebeneinander, so wird, bedingt durch die innere Widerstandskraft der Gummigelenke, die Welle 30 gegenüber der Welle 10 ebenfalls wie bei der Etagenanordnung nach F i g. 1 zentrisch geführt.

Bei Kupplung mit gegensinniger Lenkeranordnung ist eine auch im Auslenkzustand exakte Gleichlaufgenauigkeit der beiden Wellen 1 und 3 vorhanden und die Welle 3 gegenüber der Welle 1 genau geführt, so daß, wenn die Welle 1 gelagert ist, auch die Welle 3 im Abknickpunkt gelagert ist. Muß aus konstruktiven Gründen ein größerer axialer Abstand der Gelenkhebelkupplung ausgeführt werden, kann es vorteilhaft sein, bei dem einen Kardangelenk die verlängerten Wellen 10 und 30 in der Mitte zwischen den Gelenkhebelkupplungen durch ein Führungsgelenk 13 zu verbinden; hierdurch lassen sich axiale Pendelungen der Kardanwelle 30 vermeiden. Dieses Führungsgelenk 13 soll kein Drehmoment übertragen. Es ist daher in Umfangsrichtung weichelastisch ausgeführt, so daß nur die in Umfangsrichtung harten Gelenkhebelanordnungen das Drehmoment von der einen Welle 10 zum Mittelteil 2 zu der anderen Welle 30 übertragen. Das Führungsgelenk 13 soll die Wellen 10 und 30 so führen, daß sie sich nicht nur gegenseitig, sondern auch etwas axial bewegen können. Dies kann durch besondere Gestaltung ebenfalls in verschleißloser und wartungsfreier Ausführung erreicht werden. Die axiale Beweglichkeit wird im wesentlichen durch das zweite Kardangelenk ermöglicht.

Die beiden Kupplungselemente und der Zwischenring können in nicht ausgelenktem Zustand konzentrisch ineinander angeordnet sein. Dies ergibt eine platzsparende Anordnung in axialer Richtung, jedoch wird der Durchmesser der Kupplung vergrößert.

Der Zwischenring kann auch trommeiförmig ausgebildet sein und die Träger für die Gelenke an der Innenseite der Trommel angeordnet sein. Die beiden •Kupplungselemente für die zu kuppelnden Wellen sind dann ebenfalls im Inneren dieser Trommel angeordnet. Die beiden Wellen können dabei durch ein sie verbindendes Führungsgelenk verbunden sein. Dieses Gelenk kann als Gummigelenk mit leichtem axialem Spiel ausgebildet sein.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kardangelenkkupplung zwischen zwei axialen und/oder winkligen und/oder parallelen Verschiebungen ausgesetzten fest gelagerten Wellen mittels einer Zwischenwelle, wobei zur Verbindung jedes der beiden Enden der Kardanwelle mit je einem Ende der beiden anderen Wellen je eine zentrierende Kupplung vorgesehen ist, wobei diese Kupplungen, wie an sich bekannt, als Gelenkhebelkupplungen mit jeweils mindestens drei Gelenkhebern, deren eine Enden über sphärische Gelenke an der treibenden Welle bzw. getriebenen Welle und deren andere Enden über sphärische Gelenke an der Zwischenwelle angreifen und zum Abstimmen des Schwingungsverhaltens unterschiedlich ausgebildet sind, nach Patentanmeldung B 78515 XII/47c, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkhebelanordnungen (11,22) einander gegensinnig gerichtet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 396751, 922 025, 1174 353, 1213 OSO-deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1768 421; österreichische Patentschrift Nr. 98 468; schweizerische Patentschrift Nr. 287 654; schwedische Patentschrift Nr. 117 574; belgische Patentschriften Nr. 524 214, 567 101;

   französische Patentschriften Nr. 789 516, 1059 235, 1293 668, 1325 013; britische Patentschrift Nr. 894 806;

   USA.-Patentschriften Nr. 1283 787, 2 821071, 2 864 246;

   F. G. Altmann, »Über räumliche sechsgliedrige Koppelgetriebe«, Z. VDI, Nr. 8 vom 11. 3. 1964, S. 246, Bild 38 und 39.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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