DE1750739A1 - Kupplungs- bzw.Gelenkverbindungsstueck zur UEbertragung von Drehbewegungen - Google Patents

Kupplungs- bzw.Gelenkverbindungsstueck zur UEbertragung von Drehbewegungen

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DE1750739A1 DE19681750739 DE1750739A DE1750739A1 DE 1750739 A1 DE1750739 A1 DE 1750739A1 DE 19681750739 DE19681750739 DE 19681750739 DE 1750739 A DE1750739 A DE 1750739A DE 1750739 A1 DE1750739 A1 DE 1750739A1
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Description

Patentantältb Dipl.-Ing. F. Wbickmann,
Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl-Phys. Dr. X. Fincke Dipl.-Ing. R A.Wbickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
t MÖNCHEN 27, DEN
MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 413921/22
w/m
Louies Paul Crbset, 22 Sernhill Avenue, Fixby, Huddersfield, Yorkshiret BNSLAlTO
Kupplungs- bzw. ßelenkverbindungBstück zur Übertragung von Drehbewegungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupplunge- bzw. Gelenkverbindungastück zur Übertragung Ton Drehbewegungen mit konstanter Wiegegeschwindigkeit, bei de^| die den Antrieb übertragenden Elemente aus einer Reihe von Kugeln, welche in Hüten mit halbkreisförmigem Querschnitt oder doppelflankigem Querschnitt geführt sind, bestehen, wobei die Kugeln außen auf einer Nabe und innen in einer Lagerbuchse angeordnet sind und von einem Kugelkäfig in der richtigen Iotationeebene gehalten sind und wobei cUe Hüten parallel zur Rotationsachse ausgerichtet sind*
OBiGlNAL "
Unter doppelflar.kigem Querschnitt versteht man einen . Querschnitt, welcher über sv/ei Kurven an verschiedenen^ Zentren aufgetragen ist. Die Habe wirkt als inneren Ge- , f lenkverbindungS3tück und die Lagerbüchse als äußeres Selenkyerbindungsstück. Die Kugeln wirken als Drehbev.egungs— übertragungaeleaente.
Derartige Kupplungs- bzw. Gelenkverbindungastücke übertragen gleichförmig die. Bewegung zwischen zwei Elementen, welche winkelig zueinander angeordnet sind. Die Achse des Kujelkäfigs, welche senkrecht zur Ebene ist, in welcher die KugelQittelpunkte liegen, halbiert den Winkel zwischen den Achsen der beiden Elemente. Dazu sind Vorrichtungen notwendig, v/elche den Käfig in diese mittlere Position (Yrineklhalbierung) bringen, sobald eine winkelige Zuordnung der Eleaente, welche normalerweise Wellen 3ind, während der Drehung oder ohne Drehung· gegeben ist.
Bei einer bekannten Anordnung ist die Punktion dee mechanischen Gelenkes für den Kugelkäfig durch einen einzigen axial angeordneten Steuerhebel oder durch drei radial angeordnete Steuerhebel erreicht·. Die drei Steuerhebel sind in einer Ebene angeordnet, welche mit der Rotationsachse der !labe zusammenfällt oder in der Hotationsebene der Kugeln, sobald die Habe und die Lagerbuchse zueinander aus— gerichtet cind.
BAD ORIGINAL "
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Um einen Kugelkäfig.aus--einem- Stück benützen zu können, ist ee bekannt, die Kugelöffnungen im Käfig viel größer zu gestalten, als die Kugeln sind (etwa um mehr als €0 ft größer)· Daraus resultiert eine Schwächung des Käfigs in der Umgebung der Kugelöffnungen·
Im wesentlichen will die Erfindung einen Kugelkäfig mit gleichförmigen Kugelöffnungen zeigen, so daß die Anordnung von zwei großen öffnungen im Käfig hinfällig wird. Dieser Käfig trägt außerdem zur billigen Herstellung von Kupplungs - bzw. Gelenkverbindungsstücken bei.
Die Erfindung besteht bei den eingangs dargestellten Kupplungs - bzw. Gelenkverbindungsstüek darin, daß die äußere Ümfangsfläche der Habe eine zylindrische Mantelteilfläche aufweist, daß die Achse der zylindrischen Mantelteilfläche und die Achse der Nabe einen Winkel bilden, daß der Kugelkäfig eine mittlere gekrümmte Oberfläche mit Zylinderrandflächen besitzt, wobei die Zylinderrandflächen an der zylindrischen Mantelteilfläche anliegend zu gleiten vermögen und -wobei der Kugelkäfig in die für die Mittelpunkte der Kugeln gewünschte Ebene gedreht werden kann, daß die mittlere gekrümmte Oberfläche des Kugelkäfigs über der äußeren Unifangsfläche der Nabe hin und her zu sc-iwingen vermag und der Kugelkäfig die Kugeln bei jedem Neigungswinkel in der richtigen mittleren Rotationsebene hält und da3 der Kugelkäfig mit der lagerbuchse nicht
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in Berührung steht ;md mechanische Gelenkelomente zur Kontrolle dec LajewinkeIu deo Ku^elkäfiga vorgesehen sind.
Die Habe kann kctelutuapfarti^e Auflageoberflächen beeitzen, welche in ent^e^öngeoetzten Richtungen liegen und welche an gleichgeformten Flächen der Lagerbuchse anliegen.
Das Kupplungs - bzw. Gele nkv er bindunfas ttick vorliegender Erfindung besitzt mechanische Gelenkelenente zur Kontrolle der Lage dea Kugelkafigs. Die30 sind inebeeondere drei radial ungeordnete Steuer - bzw. Kontrollhebel·
Bei Anwendung von drei radial angeordneten Kontrollhebelr. becitzt der Kugelkäfig drei öffnungen, welche im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind und welche sich in der gleichen Ebene wie die Kugelöffnungen befinden. Die ce öffnungen bilden dabei Ilebelanaatzpunkte« Entsprechende
Einateckbuchsen für die Hebel sind in der Nabe und in der Lagerbuchse vorgesehen.
Weiterhin Issitzen die Kugelöffnungen im Käfig entsprechend der Erfindung alle die gleiche Form und Gestalt und sind in Umfangsrichtitng des Käfigs leicht verlängert. Die Länge betrügt Jedoch nicht meh* als 110 bia 120 % ihrer Breite.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, da2 die mittlere äußere Oberfläche der Nabe eine kegelotumpf-
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artige Gestalt besitzt, da3 die axiale Länge dieser Oberfläche und der zylindrischen !-'qntelteilfluche etwa gleich ist der Länge der Kugelnuten, daß zwei Nutenringe nit kegelstumpf artigen Oberflächen und rait Durcluaeaoerp, ν.1© lohe Cloioh oder otwaa Geringer als der Nutendurchmesser sind, an joder Nutenseite angeordnet sind und daß die Hinge mit ihrer kegelsttiopfartigen Oberfläche an ebenfallt» kegelotumpfartigen Oberflächen von Lagerringen, welche von der Lagerbuchse getragen .verden, anliegen. Die Nutenringe liegen dabei ununterbrochen mit ihren Oberflächen an den Oberflächen der Lagerringe an, ao daß ein Schwermitteldurchfluß von der Kugelkainmer her zwischen die beiden zylindrischen Ebenen hinduroh zu jedem Ende der Nabe unterbleibt, wie ea bei der einstückigen kegel stumpfförmigen Nabe der Fall ist.
In den Figuren soll anhand von Aueführungsbeispielen di· Erfindung und Torteile derselben erläutert werden·
Figur 1 zeigt einen Längtechnitt durch ein Kupplunge bzw. GelenkverbindungaetUok nach der Erfindung·
Pigur 2 zeigt ebenfalls einen Längesohnitt durch ein Kupplunge - baw. GtelenkverbindungaatUok in gewinkelter Anordnung.
Pigur 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3 - 3 in der Figur 1·
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Figur 4 zeigt einen Kugelkäfig und die Kugeln und Steuerhebelöffnungen im Käfig.
Figur 5 zeigt das Aufbringen dee Kugelkäfige auf dl· zylindrische !hantelteilfläche der Nabe, wobei die Kugelnuten nicht bezeiohnet sind.
Figur 6 zeigt eine abgeänderte AuefUhrungefora Bin·· Gelenkverbindungsstückes mit B»oer labe, welohe zwei !•Wnringe mit kegelstumpfartiger Oberfläohe beeltet.
Figur 7 zeigt eine Teilaneicht der labe in der Figur 6t wobei eine Kugel in einer Hute eich befindet und die zylindrische Mantelteilfläche eioh nur UbBr die Lange der
Nute erstreckt. ·
Das Kupplunge - bzw. Gelenkverbindungeettiok bssitst eine Nabe 10 innerhalb einer Lagsrbuehss 11. SInB VbIIb 12 ist mittels eines Keiles 15 in sinsr Bafcruag der fcbs singasetzt. Die Wells kann auoh dureb eingsrollte Ksilrsrzahnungen bzw. Keilnuten odsr parallsls Keilnutsn für den Axial - bzw. Längabswegungauegleioa bsfsstigt ssln. 91b Nabe wird zwischen einem rorepringsnden land 16 an dsr VbIIb und einem Sperring 17 auf der Welle gshaltsn.
Die Lagerbüchse besitzt einen Flansch 18, woran eine andere nicht dargestellte Welle befestigt werden kann·
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Die Lagerbujrme besitzt an einem End· einen inneren Planach 19, an welchem eine Deckplatte 20 befestigt, z.B. verechraubt iat. Am anderen Ende der Lagerbuchse btfindet sich ein abtrennbares Endteilstück 22 mit einen inneren Flansch 23. Eine (^dichtungsmanschette 24 ist um Außenteil des Endteil3tückes 22 befestigt und umschließt die Vi'elle 12.
In die Lagerbuchse sind gerade Nuten 26 parallel zueinander eingeformt. Diese dienen zur Aufnahme von Kugeln 27· Weiterhin sind in die Lagerbüchsen eine Innere rundherumlaufende Ausnehmung 28 und eine äuötre Nutenauenehmung 29» welche koaxial nit Jeder Nute verlaufen, derart angeordnet, daß nur das zentrale Stück bzw. das Arbeitsstück jeder Nute ein präzises Schleifen bcw. Gleiten erfordert.
Die "abe besitzt äußere kegelstumpfartige Auflageflächen 3OA 30B (Figur 2). Di·«· yiäohtn liegen entlang ihrer Achse voneinander beanstandet uad alt sind «lnaetzbar zur axialen Lagebeetiamung, wobei «1· ab Tläohen mit ähnlicher Gestalt gleitend anliegen, weloh· Flächen hinwiederum in Lagerringen 31A und 31B eingeformt eind. Die Lagerringe werden von der Lagerbuchse gehalten. Die Dafangsfliiche der ITabe besitzt zu den Auflageflächen der Lagerringe 31A und 31B einen geringen Arbeitgapielraum.
Eine üleinfüllöffnung in der Lagerbuchse 11 ist durch einen
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33 verschlossen.
Y/eiterhin dienon gerade Nuten 351 welche parallel mit der Achse der V/ellc 12 in der Nabe angeordnet sind, zur Aufnahme der Kugeln 27. Ausnehmungen 36 und 37 beschränken ein präzice3 Gleiten bzw. Schleifen auf den zentralen Boreich bzw. Arbeitabereich der Nuten.
Ein Kugelkäfig 29, welcher aua einem Stück geformt ißt, besitzt eir.c nittlorc innere kegelstumpfartige Oberfläche 40, welche gleitend auf der Oberfläche der Habe aufliegt. * belaufende Ränder 41 und 42 am Kugelkäfig, welche zu beiden Seiten des mittleren Teiles abstehen, sorgen für die notice Stabilität des Käfigs·
Uc den Käfig auf der -labe anbringen zu können, iet auf diese Nabe eine zylindrische Mantelteilfläche 44 aufgeformt, welche durch Rotation in die Rotationesentren 451 46 (Figur 5) entsteht. Das llittelstüok innerhalb der zylindrisohen Mantelteilfläche enthält die Achse der fell· 12. Diese· Mittelstiick liegt in der gleichen Ebene; wie die Zentralfläche einer auf de-.Umfang angeordneten Kugel und eines Steuerhebels des Käfigs. Die Breite der zylindrischen Mantelteilfläche des Umfangestückea ist etwa· größer als ein Kugeldurchmeauer, so daß die Zylinderfläche sich über die K .nten der Nuten leicht hinaus erntreckt.
Der Kugelkäfig 39 ist ebenfalls an seinen inneren Rändern 41» 42 auf einen Durchmesser geformt,•welcher etwa gleich i3t
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BAD ORIGINAL
don dor zylindri;schon I-kiii tol ""C:: 1 fläclic 4·ί. De:· Kugelkäfig int auf dao i'ufuncsatüc;: aiif^olrü^rt und iot £li~i'vr.d ^elri^-rt unJ zwar, Vcvor die Nuue auf din Wolle 12 -.iuf^eütccl:4: v/ird»
Der Käfig 39 wird in dor Ebene 4-ü - 4^ (l'i.j'-ir 5) angeordnet und wird dann um die Achse 4V - 49 un einen 90 ° - ina.c gefjcl-.'.vei'.i.t unj in die in den Figuren 1 bia '3 c;uzci;;tc Siel'lung ce^racu^» ·:&ηη ceine innere Uaifangaflaclie Ai- auf der I'nr^ntiaflaciiu der i-rabc zu ^leitei". vernag.
Der Kugelkäfig besitzt öffnungen 50, welche die Kugeln aufnelmen. Die öffnungen 3ind in Umfangarichtunj deö rl leicht erweitert. Die größte Querausdehnung der g beträgt nicht mehr ala 110 bis 120 i» des Ku^eI-durcliLiesseru. Die Cffnunjen besitzen einen kreisförmigen Teilbereicli 51, welcher den Kugeln einen radialen Spielraum bietot. Die Kugeln werden an den beiden parallelen Teilbereichen 52 für den Betrieb genau eingefaßt und derart gehalten, dafl sie immer in der richtigen Hotationeebene liegen. Die öffnungen können auch nur einen einzigen kreisfüriiiigen Spielraum für die Kugeln aufweisen und die Oberflächen der öffnungen und die inneren Umfangsflächen des Käfige können gehärtet sein.
Eine Gelenkfassung enthält zur genauen iagebeotiamung des Kugelkäfigs drei Hebel 60A 60B und 60C. Jeder Hebel besitzt Kugelflächen an seinem Llittelstück 63, 3einea äußeren
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und inneren Ende 61 und 62.
Das äußere Ende 61, welches einen etwas größeren Durchmesser alc die Teile 62 und 63 besitzt, bildet den HebeldreLpunkt. Eua au2ero Ende wird von sich gegenüberliegenden Seiten von der Scheibe 64 und dem Stöpsel 65 umfaßt. Die Scheibe und der 3tjj.sel bilden ein Stützlager, wobei das äußere Ende 61 den ^ebelc gleitend gelagert i3t. Die Geheibe uirl der StL'p^ol 65 sind in einer Ausnehmung in der Lagerbuchse 11 ^nceordnet. Dac innere Ende 62 ist gleitend in einer Bohrung 67 in der Nabe 10 angeordnet. Dao Mittelstück 63 ist gleitend in einer öffnung 77 im Käfig 39 eingebracht und die Lagerbuchse und die Nabe besitzen an den Stellen 70 und 71 Ausschnitte.
Ej ist deutlich, daß bei einem vorgegebenen Nelgungekreisdurchnesser der Kugeln der Durchmesser der inneren umfange- · fläche dee Käfigs etwas geringer iat und der Durchmesser der äußeren Umfangefläohe merkbar grOBer 1st. Bei einer vorgegebenen Käfigdicke eind die Flanken der Kugelnuten in der Lagerbuchse und der Rabe gleich. Die Nutenflanken in der Lagerbuchse und in der Nabe sind gleich und erstrecken sich über einen Bogen von 80 °, eo daß die Dicke des Käfigs sich Über einen Bogen von 20 ° des Kugeldurchnessers erstreckt.
Bei einer lichtdargestellten Ausführungsforai werden die
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drui ''cbr] durch einen cin^i^en Hebel ersetzt, v/o Lei iac äußere Hnde desselben in einer Platte ähnlich der Deckplatte 20 befestigt iot und der Käfig Arme besitzt, welche Befestigungüzapfen zwischen der Hatte 20 und den benachbarten Enden der '"eile tragen. Das innere Ende des Hebelo ist mit einem „apfcn am Ende der.Welle 12 befestigt.
Ir, Ausführun-ubeiapi el der Figur 6 beeitzt die !Iahe zentrale äußere '.e/cl :· tuuj ifirr.ige Oberflächen. Diese Oberfläche und die ::yl 1 ndricche Mantel teilfläche 44 besitzen eine axiale Läiife, welche eV.va gleich der Länge der Kugelnuten 35 iot. Die !^abe trägt zwei Nabenringe 74t 75 tait äuleren kegelstumpfförnigen Oberflächen. Die Ringe liegen gleitend an den L'ijerringen 31A 31B in der ^ögorbuohse an. Ler sphärische Durchnesser der Ringe 74 und 75 ist gleich oder etwas geringer als der der ^ab·. Die Ringe 74 und 75 werden nach dem Aufbringen des Kugelkafige befestigt. Sie liegen ununterbrochen mit ihrer Oberfläohe mit der inneren Oberfläche der Ringe 31Λ 31B in Berührung, ·ο daß ein SchwermittelfluQ von der Kugelkanaser, wie er beim Aufbau der Figur 1 durch den Kanal 76, welcher von den zylindrischen Oberflächen gebildet wird, unterbleibt,
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BAD ORDINAL

Claims (1)

  1. Γ a t e η t a η ϋ ρ r ü c h e
    1. Selbotau3gleichendes Kupplungs - bzw. Gelenkverbindungectück sur Übertragung einer Drehbewegung nit konstanter Winkelgeschwindigkeit, bei dem die den Antrieb übertragenden Elemente aus einer Reihe von Kugeln, welche in Hüten mit halbkreisförmigem Querschnitt oder doppelflankigem Querschnitt geführt sind, bestehen, wobei die Kugeln auSen auf einer Nabe und innen in einer Lagerbuchse angeordnet cind und von einem Kugelkäfig in der richtigen Rotutiunsebene gehalten sind und wobei die "uter. parallel zur Rotationsachse ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsflache der Habe (10) eine zylindrische ^antelteilflache (44) auf-.veiot, daß die Achse der zylindrischen Mantelteilfläche und die Achce der ^abe einen '.7inkel bilden, da3 der Kugelkäfig (39) eine mittlere gekrümmte Oberfläche (40) mit Zylinderrandflächen (41, 42) besitzt, wobei die Zylinderrandflächen an der zylindrischen I-antelteilfläche (44) anliegend zu gleiten vermögen und wobei der Kugelkäfig in die für die Zentren der Kugeln (27) gewünschten Ebene gedreht werden kann, daß die mittlere gekrümmte Oberfläche des Kugelkäfigs über der äußeren Umfangefläche der Habe hin und her zu schwingen vermag und der Kugelkäfig die Kugeln bei jedem Neigungswinkel in der richtigen mittleren Hotationsebene hält und daß der Kugelkäfig mit der Lagerbuchse (11) nicht in Berührung csteht und mechanische Gelenkelemento (6OA, 6OB, 60C)
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    zur Kontrolle des Lagewinkele dee Kugelkäfige vorgesehen sind.
    2. Kupplung- bzw. Golenkvcrbindungoatück nach Anspruch 1 ,
    dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Gelenkoiet.'.entö (cCA, 6CB, 6^C) uua drei Hebeln bestehen, deren iiebel Irc-kpuiJ:te (GI) in uer Lnrerbuchüe (11) , d-rcü !'.ittcl jtücko (ύ>) in Kugelkäfigöffnunger. (5U) und deren innere kureli<je Enden in Gelenkpfannen (67) in der kabe (10) stecken.
    3. Kupplunga- bzw. jelenkverbindungsatück nach Anspruch 1 odor 2, dadurch gekennzeichnet, da3 der Kugelkäfig (39) Öffnungen (50) für die Kugeln besitzt, nelche alle die gleiche Fora besitzen.
    4. Xupplungo- bz.v. Gelenkverbindungsstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bie 3, dadurch gekennzeichnet, da3 die mittlere äußere Oberfläche der Nabe (10) eine kegelstumpfartige Gestalt beeitit, daß die axiale Länge dieser Oberfläohe und der zylindrischen Uantalteilflüche (44) etwa gleich ist der Lange der Xugelnute (35), daß zviei Nabenringe (74, 75) mit kegelstumpf art igen Oberflächen und mit Durchmessern, welche gleich oder etwas geringer als der Nabendurchmesaer sind, an jeder !Tutenseite angeordnet sind und daß die Ringe rait ihren kegelstumpfartigen Oberflächen an ebenfalls
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    ORJGINAL - 14 -
    -H-
    jtumpf'irti0on Oberflächen von Lngerringen (31A, 31B), welche von der Lagorbuchae (11) gehalten werden, anliegen.
    5· Kupplunge- bzw. Gelenkverbindungestuck nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da2 an den inneren kegelatumpfförmigen Oberflächen der Lagerringe (31A, 31B) in der Lagerbuchse (11) entsprechende Oberflächen der Habe (10) anliegen.
    6. Kupplung- bzw. Gelenkverbindungsetück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da3 die Achse der zylindriachen üantelteilflache (44) und die Achse der Habe (10) einen rechten Vi'inkel bilden und da2 die Zylinderrandflächen (41, 42) eich über die Ränder wenigstens einer Kugelnut erstrecken.
    900116/0913 iAD original
    L e e r s e i t e
DE19681750739 1967-05-30 1968-05-30 Kupplungs- bzw.Gelenkverbindungsstueck zur UEbertragung von Drehbewegungen Pending DE1750739A1 (de)

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