DE1675224A1 - Schutzanordnung fuer mechanische Gelenke,insbesondere von Gelenkwellen - Google Patents

Description

Schutzanordnung für mechanische Gelenke, insbesondere von Gelenkwellen

Die Erfindung betrifft eine äußere Schutzhülle für Universalgelenke oder nicht winkelfeste Gelenken» Ordnungen, die das Gelenk bei allen betriebsmäßig auf*« tretenden Winkeln einschließt* Die Erfindung ist vorzugsweise für Universalgelenke geeignet, bei denen die Gabelkopfenden mit einem Kreuzstück drehbar ver*· bunden sind, kann jedoch auch bei solohen Gelenken verwendet werden, wie sie beispieslweise in der US« Patentschrift Nr„ 3 203 202 beschrieben sind«

Sie Vorteile von Universalgelenken sind in der Teohnik seit langem bekannt und es wurden auch schon ver·-

aohiedent

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schiedene Vorschläge für Schutzumhüllungen von Uni-Yersalgelenken gemacht·

Die Zapfwellen zur Leistungsabgabe bei landwirtschaftlichen Maschinen z«B* weisen gewöhnlich eine kurze Antriebszwischengelenkwelle auf₉ die an den entgegengesetzten Enden mit Universalgelenken an die antreibende und die angetriebene Welle angeschlossen ist* Es ist in der Praxis üblich, irgendeine Schutzhülle für die freiliegende Welle vorzusehen» die sich zum Teil über die Universalgelenke erstreckt, um Beschädigungen der Welle und Verletzungen der Bedienungsperson zu vermeiden© Es wurde jedoch noch keine wirksame und mit wirtschaftlichen Mitteln ausführbare Einrichtung gefunden, welche die Universalgelen&e vollständig umschließt» so daß ernsthafte Verletzungen der Bedienungsperson die Folge sein können, etwa wenn deren Bekleidung von einem rotierenden Gelenk erfaßt wird« Es wurde schon vorgeschlagen, glockenförmige Schutzhüllen an den gegenüberliegenden Gabelköpfen der Universalgelenke vorzusehen, die jedoch die Gelenke nur zum Teil umschlossen und einen Spalt zwischen sich ließen* Bei Konstruktionen, in denen sich diese Sehutzglocken über das Gelenk überlappen, wird in der Regel dadurch die Winkelverstellung des Gelenkes begrenzt, so daß diese Anordnung nicht für stark abge-

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winkelte Wellen geeignet ist* Darüber hinaus waren bei den meisten der bekannten Ausführungeformen sorgfältig ausgearbeitete und kostspielige Befestigungsvorrichtungen erforderlich»

Demgegenüber betrifft die Erfindung eine zusammenge« setzte* äußere Schutzkonstruktion für ein Universalgelenk oder ein ähnliohes Gelmnk, die die Gelenkteile bei allen betriebsmäßig auftretenden Winkelstellungen schützend umschließt« Insbesondere überbrückt eine außen liegende Manschette die offenen Enden der von den Gabelköpfen oder den anderen im Winkel zueinander verstellbaren Endteilen eines Universalgelenkes getragenen Schutzglocken und gewährleistet einen dichten Eingriff zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Glockenflächen und einen Verschluß des Stoßes zwischen den Glockenenden· Die Erfindung ist insbesondere beim Fahrzeugantrieb verwendbar, z*B« bei Zapfwellen für Landwirtschaftsmaschinen, wodurch die Schutzumhüllung die Bedienungsperson vor zufälliger Berührung von exponierten, sich drehenden Antriebsteilen geschützt wird·

Es ist eine wesentliche Aufgabe der Erfindung für Antriebsgelenkwellen und andere Gelenke, bei denen

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die Gelenkelemente ein Abwinkein der Wellen erlauben, eine neue äußere Schutzhüllenkonstruktion zu schaffen, die sioh an den Gelenkelementen anbringen läßt und den Verschluß d£s Gelenkes bei allen betriebsmäßig auftretenden Winkelstellungen gewährleistet«

Die Erfindung ist insbesondere zur Anwendung bei einem Universalgelenks vorgesehen, bei dem die einander gegenüberliegenden Endstücke, wie ζ·Β* Gabelköpfe, drehbar miteinander verbunden sind· Die neue zusammengesetzte Schutzhüllenkonstruktion enthält Glocken* die an den Endstücken befestigt sind, wobei sioh ihre offenen Enden aufeinander zu über das Gelenk hinweg erstrecken, und eine diese umgebende Manschette, die ganz von den Glocken getragen wird und den Stoß zwischen den Glocken überbrückt, wenn sich letztere bei sich ändernden Winkellagen des Gelenkes relativ zueinander bewegen· Dieser Aufgabe entsprechend ist die Manschette eine flexible Einheit mit flexiblen Seitenflanschen, die mit elastischen, ringförmigen Mündungen mit den zugeordneten Glockenflächen in Eingriff stehen, die ihrerseits vorzugsweise annähernd kugelige form besitzen·

Zur weiteren Erläuterung von Einzelheiten der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen· Es zeigt

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■ Pig· 1 eine zum Teil aufgeschnittene Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Schutz·· anordnung,

lig« 2 einen Teilschnitt durch einen Universalgelenk*« schutz, wobei der Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 2 - 2 in Pig· 1 verläuft,

Pig. 3 einen Schnitt entlang der linie 3 - 3 in Pig. 1 φ und

Pig« 4 eine Seitenansicht der geschützten Wellenanordnung nach Pig· 1 in einer extremen Gelenk« stellung«

Gemäß Pig© 1 weist die Anordnung 10 eine Welle 12 auf, die vom Gabelkopf 13 eines Universalgelenkes aus starr verläuft und in einer Welle 14 teleskopartig verschiebbar ist, die ihrerseits von einem Universalgelenkgabelkopf 15 starr ausgeht« Wie Pig· 3 zeigt, ist die Welle 12 im Sohnitt annähernd rechtwinklig und in der gleichgeformten Bohrung der Welle 14 angeordnet· Der Gabelkopf 13 bildet mit einem Kreuzstück 16 und einem Gabelkopf 17 ein Universalgelenk 18 an einem Ende der Antriebswelle 19· Ein Gabelkopf 15 bildet ein gleiche» Universalgelenk an anderen Ende der Anordnung mit der

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Antriebswelle 21» Die verschiebbare Wellenanordnung 14- kompensiert auf bekannte Weise Abstandsänderungen zwisohen den Universalgelenken·

Eine im wesentlichen halbkugelige Schutzglocke 22 ist auf dem Gabelkopf 13 befestigt, z_oB« mittels eines Befestigungsabschnittes 23, der einen nach innen gerichteten Flansch 24 besitzt, der in eine Kreisnut 25 des Gabelkopfes paßt« Mehrere flexible Vorsprünge oder Mitnehmer 26 erstrecken sich vom Befestigungsabsohnitt in Längsrichtung, greifen unter Sperrwirkung in mehrere ihnen zugeordnete, am Umfang verteilte Schlitze 27, die in eine innere zylindrische Schutz« hülse 28 eingeformt sind« Diese Schutzhülse verläuft konzentrisch zu der teleskopartigen Wellenanordnung und umschließt an ihrem Ende bei den Schlitzen 27 eng die zylindrische Peripherie des Befestigungsabschnittes«

Dadurch wird die Hülse 28 von der Glocke 22 getragen und ist gleichzeitig auf der Glocke 22 durch den axialen Schnappversohluß 26, 27 lösbar befestigt« Der Flmnsch 24 sitzt unter Reibwirkung drehbar im Schlitz wodurch die Glocke 22 und die Hülse 28 sich gemeinsam bewegen und verwchiedene Stellungen zur Achse der Anordnung relativ zu den Gabelköpfen und Wellen annehmen können«

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Am anderen Ende der Anordnung erstreckt sich eine Schutzglocke 31 entgegengesetzt zur Glocke 22, die ebenfalle unter Reibwirkung drehbar auf dem Gabelkopf befestigt ist» beispielsweise mittels eines Innenflansohes 32 seines Befestigungsabschnittes 33, der in eine Kreisnut 34- des Gabelkopfes 15 paßte Mehrere flexible Vorsprünge oder Mitnehmer 35 ragen vom Befestigungsabsohnitt in Schlitze 37 einer äußeren zylindrischen Schutzhülse 36 und bilden mit diesem einen axialen Sohnapprersohluß« Die Hülse 36 ist konzentrisch zur Hülse 28 und vorzugsweise von etwas größerem Durchmesser als diese· Das Ende der Hülse 36 neben den Schlitzen 37 schmiegt sich eng an die Peripherie des Glockenbefestigungsabschnittes, wodurch die Hülse von der Glocke 31 lösbar getragen wird· Die Glocke und die Hülse 36 können als eine Einheit um die Achse der Anordnung rotieren»

Sollte eine Person oder ein Gegenstand mit der beschriebenen Schutzanordnung aus Glocken und Hülsen, die sich normalerweise mit dem von ihnen umschlossenen Antriebsmechanismus drehen, in Berührung kommen, so wird dadurch lediglich die Umdrehung des berührten Schutzes verlangsamt oder unterbrochen, wodurch ein relativer Schlupf zwiichen der Schutzkonstruktion und dem Antriebsmechanismus infolge der Reibschlußbefestigung des Schutzes auf dem Mechanismus eintritt· 009810/1 126

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Am Gelenk 18 erstreckt sich über den Gabelkopf 17 eine Schutzglocke 41 von größerem, offenem EnddurOhme ss er als die Glocke 22· Die Schutzglocke 41 geht ron einem nach innen gerichteten, ringförmigen Befestigungeflansch 42 aus, der unter Reibwirkung drehbar im Gabelkopf 17 befestigt ist· Sie Endöffnungen bzw· 45 der sich entgegengesetzt erstreckenden Glocken 22 bzw· 41 eind in der Anordnung axial voneinander getrennt, um einen bei 46 gezeigten Eingstoß zu schaffen* Zweck dieses ^fiingetoßes, der sioh etwa im Zentrum des Gelenkes um dessen Umfang erstreokt, ist es, einen schnellen Zugang zum Gelenk 18 zu ermöglichen, ohne daß die Schutzglocken zur Schmierung und Wartung abgenommen werden müssen»

Sine ringförmige Manschette 47 zieht sich um die Achse der Anordnung und die aneinanderstoßenden Glockenöffnungen und verschließt den Stoß 46» Wie gezeigt ist, besitzt die Manschette 47 praktisch Kugelform mit Endflanschen 48 und 49, die sioh nach innen erstrecken, und Dichtlippen 51 und 52 bilden, die drehbar sind bzw. gleitend in Eingriff stehen mit den Kugelflächen der entsprechenden Glocken* Der Durchmesser der Lippe 51 ist vorzugsweise größer als der Durchmesser der lippe 52, die mit der kleineren Glocke 22 in Eingriff steht·

Die

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Die Manschette 47 ist vorzugsweise ein einteiliger, halbstarrer Körper, hergestellt aus synthetischem Gummi, mit ringförmigen Endflansohen 48 und 49, die zueinander parallel sind und im allgemeinen senkreoht zur Kugellängsachse der Anordnung· Die Flansche 48 und können, in Längsrichtung der Anordnung elastisch flexibel sein· Die lippen 51 und 52 können ihren Durchmesser elastisch vergrößern oder verkleinern, um den Oberflächeneingriff der entsprechenden Glocken bei sich ändernder Winkelstellung des Gelenkes 18 aufrecht zuerhalten·

Eine Glockeneinheit 53, die der Glocke 41 gleicht, ist unter Reibsohluß auf dem an der Welle 21 angebrachten Gabelkopf befestigt· Eine Manschette 54$ die der Manschette 47 gleicht, ist am anderen Ende der Anordnung 10 über dem Universalgelenk angebracht und umschließt den Umfang der Glocken 31 und 53 genauso, wie dies oben bereits für das Gelnk 18 beschrieben wurde»

Die Hülsen 28 und 36 sind vorzugsweise aus einem Stück bestehende zylindrische Rohre, hergestellt aus relativ leichtem, steifem Kunststoff, wie etwa Polyäthylen» Ihre Umfangsflachen sind relativ glatt und bis auf die Befestigungsschlitze 27 und 37 nioht durchbrochen«

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wobei in der Anordnung nach Fig. 1 diese Schlitze noch durch die sperrenden Mitnehmer 26 und 35 wirksam verschlossen werden·

Die Glocken 22 und 31 sind gleich und aus einem Stück gestaltet, vorzugsweise aus dem gleichen oder äquivalenten leichten Kunststoff geformt· Ihre inneren Befestigungsflansche sind so groß gewählt) daß sie sich im ReibSchluß den zugeordneten Gabelkopfnuten eng anschmiegen«

Bei gewissen Einrichtungen können die Hülsen 28 und dünnwandige Metallrohre sein, jedoch sind in allen Fällen die Glocken, die Befestigungsteile und die sperrenden Mitnehmer vorzugsweise aus Kunststoff geformt*

Die gleichartigen Glocken 41 und 53 sind steifwandige Kunststoffeinheiten, deren nach innen gerichtete Befestigungsflansohe unter Reibschluß und dicht in den zugeordneten Sabelkopfnuten liegen· Sie Glocken 41 und 53 können bei manchen Einrichtungen aus Blechpreßlingen bestehen*

Sagegen sind die Manschetten 47 und 54 vorzugsweise aus einem normalerweise formbeständigen, jedoch nachgiebigem Material hergestellte Einheiten, die ihre

009810/1126 Kugelform

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Kugelform beibehalten, die sich jedoch umlegen und ausreichend an den Lippen, die mit den glatten Außen» flächen der Glocken in Eingriff stehen, ausdehnen oder zusammenziehen, um während sich ändernder Gelenkwinkel der Anordnung 10 einen dichten Ringverechluß mit den Glocken aufrechtzuerhalten·

Die Manschetten 47 und 54 sind hinreichend elastisch verformbar, besonders an den Endflanschen, so daß sie mit dem Ende nach vorn über das Gelenk geschoben werden und sich in die in Fig. 1 gezeigte Stellung entspannen können» Wenn auch der Flansch 48, der mit der kleineren Glocke in Eingriff steht, mit kleinerem Lippendurchmesser hergestellt sein kann als der Flansch 49, der mit der größeren Glocke in Eingriff steht, so können doch beide Flansohe 48 und 49 ungefähr die gleiche Größe besitzen, da die relativ kleinen Durchmesserunterschiede zwischen den äußeren Durchmessern der Glocken durch die Flexibilität der elastischen Flansche ausgeglichen werden«

In der Anordnung stehen die Flansche 48 und 49 jeder Manschette immer unter einem gewissen, annähernd radial zur Manschette wirkenden Druck, um den Dichtungskontakt zwischen den Glocken zu verbessern.

Beide Glocken besitzen vorzugsweise an jedem Gelenk außen Kugelform, konzentrisch zum Gelenk, und die zuge-

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ordnete

ordnete Manschette weist eine entsprechende Kugelform auf»

Die Figo 4 zeigt einen Zustand extremer Winkellage der Antriebsanordnung 10* Während dieser Winkellage behalten die Wellen 12 und 14 zusammen mit den Glocken und 31 sowie den Hülsen 28 und 36 sämtlich ihre längs ausgerichtete Lage» Gleichermaßen behält die Glocke 41 bzw. 53 ihre relative Stellung zur Welle 19 bzw» 21 bei· Die Glocken an jedem Ende bewegen sich relativ zueinander, um verschiedene Winkelstellungen innerhalb der Manschette während des Abwinkeins einnehmen zu können» Bei weiter vergrößertem Winkel können sich die Enden der kleineren Glocken 22 und 33 bis in die größeren Glocken erstrecken und dor Stoß zwischen den Glocken wird auf einer Seite beachtlich breiter« Bei derartigen Winkeln gleiten innerhalb Grenzen die Glocken an jedem Universalgelenk in den elastischen Lippen der zugehörigen Manschetten relativ zueinander· Bei extremen Winkeln, die z«B» ausreichen, um den Endflansch 48 der Manschette 47 an das benachbarte, axial feste Ende der Hülse 28 anstoßen zu lassen, wie dies in Pig· 4 am Punkt 55 der Fall ist, wird die Manschette auf den Glocken drehend verschoben und um eine Achse hin- und herbewegt, die zur Achse der Anordnung annähernd senkrecht steht· Ebenso kann sich der Kugelkörper der Manschette unter

009810/1126 Druck

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!Druck infolge der Elastizität des Manschettenmaterials umlegen, um einen größeren Winkel zu erlauben_o

In allen auftretenden Fällen sind die Manschetten 47 und 54 breit genugj um ein vollständiges Umschließen und Abdecken der wechselnden Größe und lage des Stoßes zwischen den offenen Enden der einander züge« ordneten und sich relativ zueinander bewegenden Glocken zu gewährleisten, während die flexiblen Endflansche der Manschetten den dichten Eingriff mit den zugeordneten Glocken aufrechterhalten© In der Praxis hat es sich herauigestellt, daß die beschriebene Anordnung die Abdeckung des Gelenkes selbst bei Wellenwinkeln bis zu 65° ermöglicht«

Patentansprüche

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1· Schutzanordnung für" mechanische Gelenke, insbesondere von Gelenkwellen, gekennzeichnet durch eine äußere Schutzhülle mit einander gegenüberstehenden, an den entsprechenden Gelenkteilen befestigbaren Schutzhüllenteilen, die sich über die Gelenkteile aufeinander zu erstrecken und in aneinandergrenzenden Öffnungen enden, und durch ein, auf den einander gegenüberstehenden Schutzhüllenteilen befestigbares und deren Außenseiten gleitfähig überbrückendes ringförmiges Schutzhüllenteil, das den Verschluß des Gelenkes mittes der genannten Schutzhüllen— teile bei allen betriebsmäßig auftretenden Gelenkwinkeln bewirkt und aufrechterhalte

   2ο Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberstehenden Schutzhüllenteile glockenförmige Einheiten sind, die mit einer von der Glockenöffnung abgewandten, kleineren öffnung an den genannten Gelenkteilen anbringbar sind»

   3· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhüllenteile mittels eines drehbaren Reibsitzes an den Enden der Gelenkteile befestigbar sind«

   4« Anordnung 0098 10/1126

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   4· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Schutzhüllenteil eine flexible · Manschette mit an den gegenüberliegenden Endflanschen nach innen gerichteten Lippen ist, die durch Reibwirkung mit den Außenseiten der entsprechenden, einander gegenüberstehenden Schutzhüllenteile in Eingriff stehen»

   5· Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Endflansche zum dichten Eingriff mit den Außenseit en der entsprechenden, einander gegenüberstehenden Schutzhüllenteile elastisch ausgeführt sind«

   6» Anordnung nach Anspruch 2$ dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Schutzhüllenteil aus einem Stück besteht und aus flexiblem Material mit entgegengesetzt liegenden Endflanschen hergestellt ist, die in gleitendem Eingriff mit den Außenseiten der entsprechenden-glockenförmigen Einheiten stehen«

   ?♦ Anordnung nach Anspruch 6_t dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der einander gegenüberstehenden 'Schutzhüllenteile aus einem relatir steifen Material, nie z.B. Hartplastik oder Blech besteht und daß das ringförmige Schutzhüllenteil eine verformbare Einheit ist, die sich aus einem elastischen Material, wie z.B* zynthetischen Gummi, zusammensetzt«

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   8. Anordnung

   β« Anordnung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke des Gelenkes als Gabelköpfe auegebildet sind und mittels eines Kreuzstückes verbunden sind, und daß die Gabelköpfe mit Kreisnuten rersehen sind, in die die nach innen gerichteten Flansche an den kleineren Endöffnungen der glocken« förmigen Einheiten der einander gegenüberstehenden Schutzhüllenteile passen·

   9· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet* daß die glockenförmigen Einheiten unterschiedlich groß sind, so daß die kleinere Einheit beim Abwinkein des Gelenkes in die größere Einheit einführbar ist·

   10« Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.» daß die einander gegenüberstehenden Schutzhüllen·· teile im wesentlichen kugelige, glatte Außenflächen besitzen und daß das ringförmige Schutzhüllenteil an entgegengesrtzten Enden längs des Gelenkes zusammendrückbar e, elastische Kreislippen aufweist, die beim Abwinkein des Gelenkes einen dichten Eingriff mit den genannten Flächen bewirken und aufrechterhalten»

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