DE1750194A1

DE1750194A1 - Kreuzgelenkkupplung

Info

Publication number: DE1750194A1
Application number: DE19681750194
Authority: DE
Inventors: Hector Nils Folke
Original assignee: HECTOR NILS FOLKE
Current assignee: HECTOR NILS FOLKE
Priority date: 1967-04-07
Filing date: 1968-04-05
Publication date: 1971-01-07
Also published as: JPS494087B1; DE1750194B2; GB1216778A; SE339776B; US3499299A

Description

Mis Polke Hector

Kreuzgelenkkupplung

Gegenstand der Erfindung ist eine Kreuzgelenkkupplung, welche insbesondere bei solchen Vorrichtungen Verwendung findet, bei denen ein Moment von einer Welle zur anderen unter verhältnismässig kleinen Neigungswinkeln der Wellen bzw. kleinen Veränderungen der Neigungswinkel Verwendung findet, wobei mit ITeigungswinkel der Winkel zwischen die ilittellinie der einen Welle und die Verlängerung der Mittellinie der zweiten Welle zu verstehen ist, Kreuzgelenkkupplungen dieser Art finden ins·« besondere in solchen Fällen Verwendung, beispielsweise bei sohnellaufenden Maschinen und in der G-yroskoptechnik, wo ein llotor derart von einer Welle getragen ist, dass er eine begrenzte Freiheit besitzen soll, seine Winkellage in Bezug auf die Triebwelle zu verändern.

Kardankupplungen der herkömmlichen Art können zwar grosse Drehmomente übertragen, weisen jedoch den für die Gyroverwendung erheblichen Nachteil auf dass sie bezüglich Biegungsbewegungen der Wellen in einer auf die 'Lotationaachse senkrechte Ebene nicht-lineare Kräfte einführen, wozu kommt, dass sie in radialer Richtung einen erheblichen Raum in Anspruch nehmen. Eine Kraftübertragung mittels "schlanker" Wellen, die beispielsweise durch Verwendung einer an der Biegeetelle sehr sohlanken Welle verwirklicht werden kann, weiet den Neohteil auf, dass

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sie dabei auch bezüglich Drehkräfte achwach wird und somit nicht für die Uebertragung verhältnismässig grosser Drehmomente dimensioniert werden kann, wenn sie zugleich bei Biegebewegungen wenig Widerstand machen soll.

Desweiteren sind für die Zusamraenkupplung von Wellen mit kleinen Neigungswinkeln Kreuzgelenkkupplungen bekannt, bei denen die Enden der mit einander zu verbindenden Wellen je durch sich in Achsenrichtung der Wellen erstreckenden und an einem gemeinsamen Zwischenstück befestigten Blattfedern mit einander verbunden sind, wobei die Blattfedern paarweise an je eine Welle, und dem Zwischenstück befestigt und in auf einander senkrecht stehenden Ebenen angeordnet sind* Eine Kupplung dieser Art ist beispielsweise durch die U.S. Patentschrift 2 966 049 bekannt.

Die Erfindung betrifft eine Kreuzgelenkkupplung dieser letztgenannten Art, die der bekannten Kupplung gegenüber insbesondere den Vorteil besitzt, dass sie mit einfachen Mitteln einstückig ausgeführt werden kann und durch Ausnützen der mittigen Teile der Welle, die für die Uebertragung eines Drehmoments wenig zur Festigkeit der Welle beitragen, Aussenabmessungen gegeben werden kann, die im Vergleich zu den bekannten Kupplungen ausserordentlich klein sind und somit einen für viele Verwendungszwecke erheblichen Vorteil herbeiführen·

Eine Kreuzgelenkkupplung laut der Erfindung ist somit derjenigen Art, die ein sich in der Längeriohtung der Drehachse der Kupplung erstreckendes Zwischenstück besitet, das Bit den awei Krehwellen durch ewel Paare von radial angeordneten und

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eich in der Aclisenriclitung erstreckenden Blattfedern verbunden ist, wobei die Federn jedes Paares diametral einander gegenüberliegen, und die Ebene der Federn des einen Paares senkrecht auf die Ebene der Federn des zweiten Paares steht, wobei die Blattfedern der Paare jeweils am einen Ende mit einem Wellentcil verbunden sind und am anderen Ende an einer jenseits der Biegeachse der Feder gelegenen Stelle mit dem Zwischenstück verbunden sind.

Gemäss der vorliegenden Erfindung befindet sich das Zwischenstück an den Innenrändern der Blattfeder innerhalb dieser Ränder, wobei sich die Blattfedern der zwei Blattfederpaare jeweils am einen Ende mit einem Wellenteil verbunden sind, sich dem Zwischenstück ausserlialb desselbeii entlang erstrecken und jeweils am von dem" betreffenden Y/ellenteil entferntesten Ende des Zwischenstücks befestigt sind.

In einer bevorzugten Ausführung laut der Erfindung besteht die Kupplung aus einem einzigen liaterialstück und weist vier radiale Ausschnitte auf, die mit gleichen Abständen um den Umfang der Velle verteilt sind und sich radial von der Aussenfläche der Velle auf die Hittellinie derselben zu erstrecken, wobei ein mittig gelegenes Materialstück gelassen ist, das das Zwischenstück der Kupplung bildet, und die zwischen den Ausschnitten gelassenen Wände die Federn bilden, wobei diese Federn sich dem Zwischenstück entlang erstrecken und das Zwischenstück in der Längsrichtung durch in auf die Achse senkrecht stehendenBbenen vorhandene Ausschnitte in der Längarichtung von den beidseitig des Zwischenstücks gelegenen WeI If-

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teilen getrennt ist.

Die Herstellung der aus einem Materialstück bestehenden Kreuzgelenkkupplung wird vorzugsweise in zwei Schritten vorgenommen, wobei zuerst vier radiale, unter sich senkrechte Ausfräsungen aus einem Stück ttundstahl oder dergleichen her-

gestellt werden, wonach zwei U-föimige transversale Spalten geschnitten v/erden, wobei die Schenkel der Ausschnitte sich in der Längsrichtung der Welle teilweise überlappen und die Richtungen der Ausschnitte, in einer auf die Welle senkrechte Ebene gesehen, gegeneinander 90° gedreht sind.

Im ersten Schritt wird ein mittig gelegener Kern sowie vier auf einander senkrecht stehende und von dem Kern herausragende, wenigstens teilweise blattförmige Partien gelassen. Im zweiten Schritt werden diese Blattfeder von dem Kern getrennt, jedoch an den Befestigungsstellen zwischen den Federn und dein Kern eine Verbindung gelassen, sowie der Kern von den diesen nahegelegenen Teilen der v/elle getrennt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer dargestellten Ausführungsbeispiel näher erklärt, wobei I¹¹Ig. 1 eine schematische Darstellung zur Klarlegung der Ausführung ist und Pig, 2··4 eine bevorzugte Ausführung der Kreuzgelenkkupplung laut der Erfindung in verschiedenen Stellungen derselben zeigen.

In Pig 1 ;ind die durch die Kreuzgelenkkupplung mit einander zu vorli;· louden Wellenzapfen mit 1 und 2 bezeichne Γ, l^v!.e Y>rq\■'?■?;<':■'} ρί:>}\^)■"''■.:.;', bestellt nun einem Zwischenstück '.? ^li'^:ii sv.v-'l

(,: rn -I,¹· urn 6,7. Di f. Ködern Ί,^t; lU-r '·!:)■■■ /3 .--.; r·, V; f.-· :■ " ;^:1" mit ^l mn i.i;!pf<<i, ; , \v;v .· .. ■ ■ -_; _q ,, BAD ORIGINAL

die federn 6,7 des zweiten Paares den Zwischenteil mit dem Zapfen 1 verbindet. Die Befestigungsstellen am Zwischenstück 3 sind für beide Pederpaare jeweils an dem Ende des Zwischenstücks gelegen, das von dem betreffenden Zapfen entfernt gelegen ist, wie es betreffs der Feder 4 bei 8 und der i⁽'eder 6 bei 9 dargestellt ist» Die Pederpaare gestatten dadurch eine Ausbiegung der Zapfen in Bezug auf das Zwischenstücks um zwei auf einander senkrecht stehenden Achsen, die sich in den betreffenden Pederpaarebenen erstrecken.

In -"'ig. 1 sind die Feder der Deutlichkeit wegen langer gezeigt als im praktischen Pail, weshalb die Biegeachsen der Federn sich nicht durch einen gemeinsamen. Punkt der Wellenachse erstrecken, was bei einer einwandfreien Kreuzgelenkkupplung nicht gutgeheissen werden kann, Pig» 1 dient somit lediglich der Klarlegung der Erfindung und stellt keine praktische Ausführungs·. form dar,

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kreuzgelenkkupplung laut der Erfindung ist in Pig. 2·4 dargestellt und betrifft eine Kupplung die durch maschinelle Bearbeitung aus einem einzigen Materialstück hergestellt ist. Dieses Materialstück bildet anfänglich eine massive V/elle 10 kreisförmigen Querschnittes, An einem Abschnitt der Welle t9 ist in einem ersten Herstellungsschritt vier auf einander senkrecht stehenden, radialen Λusfräsungen, von denen in der. Zeichnung die Ausfräsungen nind in peripherieller Pachtung so gestaltet_# dag3 in· zwischen don Ausfräaungen lediglich blattförmige Partien 15-18 gelassen aind. Da dieae Auafräoungen mit einem V/erkzoug mit dom Halbraesaer R gefräst aind,. besitzen aio einen mittig dünneren

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und gegen die Enden sich, vergrößernden Querschnitt. Diese Ausfräsungen sind so gestaltet, dass in den mittigen Teilen der Welle 10 eine Partie 19 gelassen wird, die einen mittigen Kern rechteckigen Querschnittes bildet.

In einem zweiten Schritt werden danach zwei U-förmige Schnitte ausgeführt, die teils die gelassenen, die Federn des Gelenks bildenden Wände zwischen den Ausfräsungen von dem Kern trennen, teils den Kern beidseitig von den unbehandelten Teilen der Welle 10 trennen. Die Schnitte folgen im wesentlichen der Verbindungslinie zwischen dem Kern und zwei einander gegenüberstehenden Federpartien und erstreckt sich am einen Ende quer über die zentrale Partie, sodass sowohl der Kern als auch die Federpartien des zweiten i^pederpaares von dem nahegelegenen Wellenende getrennt werden. Der eine Schnitt 20 trennt somit den mittigen Kern und dio Federn 16,18 von dem in der Zeichnung oberen Wellenteil sowie den Blattfedern 15,17 von dem Kern bis auf beidenBefestigungsstellen 21,22, wo die Federn 15,17 noch mit dem Kern einstückig verbunden sind. Die zweite Schnittlinie 24 trennt den Kern und die Blattfedern 15,17 von dem unteren Teil der Welle, sowie den Kern von den Federn 16,18 bis auf bei den Befestigungsstellen 25,26, wo die Blattfedern noch mit dem Kern verbunden sind.

Zufolge der Symmetrie erstrecken sich die zwei Biegeaohoen X und Y durch denselben, das Biegezentrum der Kreuzgelenkkupp« lung bildenden Punkt,

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Claims

Pat ent ansprileIiο

1. Kreuzgelenkkupplung, die zwei /elleiioeile und zwei sicli axiell erstreckende, aufeinander paarweise senkrecht stehende Blattfederpaare sewie ein die Blattfederpaare und die Wellenteile verbindendes Zwischenstück aufweist, wobei die Blattfederpaare jeweils am einen Ende mi ο den einen Ende des Zwischenstücks und aia anderen Ende mit dem von diesem Ende des Zwischenstücks entfernten Wellenteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück an den Innenrändern der Blattfeder innerhalb dieser Ränder angeordnet ist, wobei sich die Blattfedern der zwei Blattfederpaare jeweils am einen Lnde mit einem Vellenteil verbunden sind, sich dem Zwischenstück ausserhalb desselben entlang erstrecken und jeweils am von dem betreffenden Wellenteil entferntesten Ende des Zwischenstücks befestigt sind.

2« kreuzgelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung aus einem einzigen Materialstück besteht und vier radiale Ausschnitte aufweist, die mit gleichen Abständen um den Hai"-ing der «eile verteilt sind und ach radial von der AussenilV-chc der './eile auf die , ittellirie ueraell^r. zu ρ rs tr ;-;■·: ■ ■■' \'icl:^r-± "''-i . iitöi;·; ,.■■'■■logonus - :'..^J,orial3tiick ,οΙοί^,Η·;.. i;.^;i", Via el'

BAD OftiGiNAL

3. Verfaliren zur Herstellung einer aus einem ilaterialstück bestehenden Kreuzgelenkkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekermzeic}met, dass in einem stabförmi^en l.^ferk3tück vier radiale, paarweise auf einender senkrechte Ausfräsungen aus dem stabförmigen Werkstück hergestellt werden, v/onach zwei U-förmi^e transversale Spalten geschnitten werden, in denen die Schenkel der U-förraigen Spalten sich in der Längsrichtung der Welle teilweise überlappen und die .iichtungen der Ausschnitte, in einer auf die Welle senkrechte Ebene gesehen, gegeneinander gedreht sind.

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