DE1290383B

DE1290383B - Kupplung zum drehwinkelgetreuen UEbertragen von Drehbewegungen

Info

Publication number: DE1290383B
Application number: DESCH37913A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-10-27
Filing date: 1965-10-25
Publication date: 1969-03-06
Also published as: GB1104368A; CH441887A; DE1480179A1; DE1675238A1; DE1284708B; US3242694A; DE1480156A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum drehwinkelgetreuen übertragen von Drehbewegungen zwischen parallelen Wellen mit veränderlichem Wellenversatz und mindestens einem scheibenförmigen, schwimmend angeordneten Zwischenglied, das mit den Kupplungshälften bzw. mit dem folgenden Zwischenglied durch jeweils drei zueinander parallele Lenker verbunden ist.
Eine solche Kupplung gestattet es, die Achsen winkeltreu miteinander zu kuppeln und dabei die Lage der Achsen zueinander und ihren Abstand voneinander innerhalb eines bestimmten Bereiches zu verändern. Dabei ist wesentlich, daß die relative Winkellage: der. Achsen von einer translatorischen Relativbewegung der Achsen nicht beeinflußt wird. Die Paralleldoppelkürbelgetriebe bestehen aus jeweils wenigstens drei gleich langen Lenkern, die einerseits an einem Kupplungsglied und andererseits an dem Zwischenglied angelenkt sind, wobei die Anlenkpunkte in regelmäßigen Abständen auf einem Kreis angeordnet sind und die Länge der Lenker kleiner ist als der Abstand benachbarter Anlenkpunkte voneinander. Auf diese Weise können Drehbewegungen über volle 360° hinaus übertragen werden.
Bei einer bekannten Kupplung ist das Zwischenglied spulenförmig ausgebildet, d. h. es weist zwei Kreisscheiben auf, an denen die Lenker der Paralleldoppelkurbelgetriebe angelenkt sind und die durch . eine Zwischenwelle miteinander verbunden sind.
Es sind zwei gegeneinander verdrehbare Gehäuse vorgesehen, in denen jeweils eines der Kupplungsglieder mit einer der zu kuppelnden Achsen und das Zwischenglied gelagert ist. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß sie zusätzliche Lager benötigt, mit denen das Zwischenglied in den beiden Gehäusen gelagert ist. Es ist eine relativ große axiale Baulänge der Kupplung erforderlich. Außerdem ist das System kinematisch überbestimmt. Die Drehachse des Zwischengliedes wird nämlich einmal von dem Paralleldoppelkurbelgetriebe bestimmt (im Gegensatz zu einem einfachen Kurbelgetriebe, durch welches noch keine Drehachse bestiinint wird). Außerdem ist aber die Drehachse durch die Lagerung in dem Gehäuse vorgegeben. Die gleiche überbestimmung gilt dann auch für die Bewegungsübertragung von dem Zwischenglied auf das zweite Kupplungsglied. Das erfordert sehr enge Toleranzen bei der Herstellung und kann zu unerwünschter Belastung der Teile und schnellem Verschleiß führen.
Es ist aus diesem Grunde schon eine Kupplung vorgesehen worden, bei welcher das Zwischenglied von einer einfachen, schwimmend angeordneten - also ungelagerten - Scheibe gebildet wird. Normalerweise ist die Lage und Drehachse der Zwischenscheibe durch die Paralleldoppelkurbelgetriebe eindeutig bestimmt, und eine überbestimmung wird vermieden. Da das Zwischenglied nur eine flache Scheibe ist, können die axialen Abmessungen der Kupplung gering gehalten werden, worauf es ja bei diesen Kupplungen besonders ankommt. Die eindeutige Bestimmtheit der Lage des Zwischengliedes geht jedoch verloren, wenn die beiden zu kuppelnden Achsen miteinander fluchten. In dieser relativen Lage der Achsen wird das Zwischenglied unter dem Einfluß von Reibungskräften die Tendenz zeigen, eine i kreisende Bewegung um die fluchtenden Achsen auszuführen. Das führt zu Fliehkräften und erhöhter Beanspruchung der Teile. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese #Schwierigkeiten der letzterwähnten bekannten Kupplung zu vermeiden.
Die Erfindung besteht darin, daß das eine Zwischenglied federnd an eine Ruhelage mit einer Kraft gefesselt ist, welche die bei fluchtenden Wellen durch die Reibung auf das Zwischenglied ausgeübte Mitnahmekraft überwindet.
Es erfolgt also keine Lagerung des Zwischengliedes wie bei der zuerst erwähnten bekannten Anordnung, die eine kinematische überbestimmung mit sich bringen würde. Vielmehr erfolgt nur eine elastische Fesselung, die den Reibungskräften entgegenwirkt und ein Kreisen verhindert. Im übrigen kann sich die Zwischenscheibe frei in die durch das Paralleldoppelkurbelgetriebe bestimmte Lage einstellen.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und im folgenden beschrieben.
F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht; F i g. 2 ist eine zugehörige Oberansicht; F i g. 3 zeigt in Seitenansicht eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit vier Scheiben, bei welcher die Achsen in einem großen Bereich gegeneinander beweglich-sind; F i g. 4 zeigt eine zugehörige Vorderansicht.
Die Kupplung 10 besteht aus einem ersten Kupplungsglied 12, das mit einer treibenden Welle verbunden ist. Das Kupplungsglied hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Form einer Kreisscheibe. Es kann jedoch auch Stern- oder dreieckförmig sein. An dem Kupplungsglied 12 sind jeweils um 120° gegeneinander versetzt drei Lenker 20 angelenkt. Diese Lenker liegen zueinander parallel und sind an ihrem anderen Ende, ebenfalls um 120° gegeneinander versetzt, an einem Zwischenglied 28 angelenkt. Das Zwischenglied 28 hat die Form eines Kreisringes. Die Lenker 20 bilden ein Paralleldoppelkurbelgetriebe, durch welches das Zwischenglied 28 stets winkeltreu dem Kupplungsglied nachgeführt wird. Das Zwischenglied 28 ist durch ein ähnliches Paralleldoppelkurbelgetriebe, bestehend aus den Lenkern 40, mit einem zweiten Kupplungsglied verbunden, das auf einer Abtriebswelle sitzt. Das Paralleldoppelkurbelgetriebe mit den Lenkern 40 führt das zweite Kupplungsglied 16 winkeltreu dem Zwischenglied 28 und damit dem ersten Kupplungsglied 12 nach. Es erfolgt somit eine winkeltreue Kupplung zwischen dem ersten Kupplungsglied 12 und dem zweiten Kupplungsglied 16. Die Längen der Lenker 20 und 40 sind gleich und geringer als der Abstand benachbarter Anlenkpunkte, so daß die Lenker sich auch bei einer- Drehbewegung des Kupplungsgliedes 12 über 360° hinaus aneinander vorbeidrehen können. Mit einer Kupplung nach der Erfindung kann also auch eine ständige Rotationsbewegung, z. B. einer Motorwelle übertragen werden. Die Kupplung ist, wie sich zeigen läßt, frei von resultierenden Fliehkräften und frei von Momenten, außer denen um die Drehachsen. Sie gestattet es, die Scheibe 16 gegenüber der Scheibe 12 mit der Antriebswelle translatorisch frei zu bewegen, ohne daß dabei die Winkellage der Scheiben oder Kupplungsglieder 12 und 16 zueinander beeinflußt wird.
Durch die Lagen der Kupplungsglieder 12 und 16, also von Antriebs- und Abtriebswelle, ist die Lage des Zwischengliedes normalerweise eindeutig bestimmt. Eine gesonderte starre Lagerung des Zwischengliedes wäre daher nicht nur unnötig, sondern sogar wegen der kinematischen überbestimmung nachteilig.
Die eindeutige Bestimmtheit der Lage des Zwischengliedes 28 kommt aber in Fortfall, wenn die Wellen und die Kupplungsglieder 12 und 16 gleichachsig zueinander angeordnet sind, wie das bei der in F i g. 2 gezeigten Stellung der Fall ist. Dann ist die Lage des Zwischengliedes 28 durch die Paralleldoppelkurbelgetriebe 20 und 40 nicht mehr eindeutig bestimmt. Man kann das Zwischenglied auf einer Kreisbahn um die fluchtenden Achsen 14 und 18 der Kupplungsglieder 12 bzw. 16 herumbewegen. Wenn das Kupplungsglied 12 angetrieben wird, dann wird durch Reibungskräfte in den Schwenklagern ein Drehmoment auf das Zwischenglied 28 ausgeübt, welches eine solche kreisende Bewegung des Zwischengliedes hervorruft. Dabei treten dann unerwünschte Fliehkräfte auf, die zu Schwingungen und erhöhter Lagerbeanspruchung führen.
Um diese Erscheinung zu vermeiden, ist eine Vorrichtung 152 vorgesehen, durch welche das Zwischenglied 28 an eine Ruhelage gefesselt wird, und zwar mit einer Fesselungskraft, welche ausreicht, die Reibungskräfte zu überwinden und eine kreisende Bewegung des Zwischengliedes zu verhindern. Bei nicht fluchtenden Umlaufachsen 14,18 kann sich das Zwischenglied 28 unter Überwindung der Federkraft in jede beliebige Lage einstellen, die durch die Paralleldoppelkurbelgetriebe 20 und 40 verlangt wird. Es handelt sich nicht um eine kinematische Überbestimmung, wie sie bei einer starren Lagerung nach der Art der vorbekannten Anordnung auftritt.
Die Vorrichtung 152 weist ein scheibenförmiges Führungsglied 154 mit einem Auge auf, welches das Zwischenglied 28 umschließt. Dieses Führungsglied 154 trägt eine radial sich erstreckende Stange 156, die in einer Hülse 158 längbeweglich geführt ist. Die Hülse 158 ist mit Zapfen 160 in einem feststehenden Gehäuse 161 schwenkbar gelagert. Eine erste Fesselungsfeder 156 stützt sich an der Hülse 158 und andererseits an dem Führungsglied 154 ab. Eine zweite Fesselungsfeder 162 stützt sich einerseits am Ende der Stange 156 vorgesehenen Federteller 164 ab. Durch die beiden gegeneinanderwirkenden Federn 164 und 166 werden die Stange 156 und das Führungsglied 154 elastisch an eine Mittellage gefesselt. Durch Verschwenken der Hülse 158 und Zusammendrücken der einen oder der anderen Feder 104, 166 kann das Führungsglied 154 und damit das Zwischenglied 28 jede beliebige Lage einnehmen, die von den Paralleldoppelkurbelgetrieben 20 und 40 verlangt wird.
F i g. 3 und 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher ein größerer Abstand von Abtriebswelle und Antriebswelle überbrückbar sein soll. Zu diesem Zweck ist ein erstes Kupplungsglied 170 über ein erstes Paralleldoppelkurbelgetriebe 178 mit einer ersten Zwischenscheibe 172 verbunden. Die erste Zwischenscheibe 172 ist über ein zweites Paralleldoppelkurbelgetriebe 180 mit einer zweiten Zwischenscheibe 174 verbunden. Diese zweite Zwischenscheibe 174 wird wie das zweite Kupplungsglied 16 von F i g. 1 und 2 angetrieben. Sie ist jedoch erst über ein drittes Paralleldoppelkurbelgetriebe 182 mit dem zweiten Kupplungsglied 176 verbunden, das auf der Abtriebswelle sitzt.
Man kann auf diese Weise auch relativ große Abstände zwischen treibender und getriebener Welle auf geringer axialer Länge überbrücken. Bei einer solchen Anordnung gibt es mehrere Stellungen, in denen eine kinematische Unterbestimmung eintritt.
Außer dem Fall fluchtender Wellen kann beispielsweise die Achse der zweiten Zwischenscheibe 174 mit der Achse des ersten Kupplungsgliedes 170 fluchten. Aus diesem Grunde ist auch hier die zweite Zwischenscheibe 172 durch eine Fesselungsvorrichtung ähnlich wie in F i g. 1 und 2 an eine Ruhelage gefesselt.

Claims

Patentansprüche: 1. Kupplung zum drehwinkelgetreuen übertragen von Drehbewegungen zwischen parallelen Wellen mit veränderlichem Wellenversatz und mindestens einem scheibenförmigen, schwimmend angeordneten Zwischenglied, das mit den Kupplungshälften bzw. mit dem folgenden Zwischenglied durch jeweils drei zueinander parallele Lenker verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Zwischenglied (28) federnd an eine Ruhelage mit einer Kraft gefesselt ist, welche die bei fluchtenden Wellen durch die Reibung auf das Zwischenglied ausgeübte Mitnahmekraft überwindet.
2. Kupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (28) in einem mit einem Auge versehenen federgefesselten scheibenartigen Führungsglied (154) gelagert ist.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (154) eine radial sich erstreckende Stange (156) aufweist, welche in einer schwenkbar gelagerten Hülse (158) geführt und durch sich an der Hülse abstützende Federn (164, 166) in Längsrichtung gefesselt ist.