-
Diese Kupplung hat wie alle Kreuzschleifenkupplungen den Nachteil,
daß bei einem Wellenversatz die Ring eine kreisende Bewegung mit der doppelten Umlauffrequenz
ausführen. Durch diese kreisende Bewegung werden Fliehkräfte hervorgerufen, die
zu einer unz@-träglichen
Unruhe des Antriebs führen.
-
Es sind Kupplungen zur drehwinkelgesteuerten Übertragung von Drehbewegungen
zwischen parallelen Wellen mit veränderlichem Wellenversatz bekannt, bei denen ein
Zwischenglied vorgesehen ist, das mit den beiden Kupplungsgliedern über je ein Getriebe
von wenigstens drei zueinander parallelen Lenkern verbunden ist (vgl. Kurt R a u
h, »Praktische Getriebelehre«, Springer-Verlag, Berlin, 2. Auflage. 1. Band, S.
-
31 und 53 und 54). Durch die Lenker wird das Zwischenglied stets parallel
zu dem antriebsseitigen ersten Kupplungsglied gehalten. so daß es sich winkeltreu
mit diesem ersten Kupplungsglied mitdreht. In gleicher Weise ist das Zwischenglied
durch parallele Lenker mit dem abtriebsseitigen zweiten Kupplungsglied in Antriebsverbindung,
so daß dieses seinerseits winkeltreu dem Zwischenglied und damit dem ersten Kupplungsglied
folgt. Die Länge der Lenker ist geringer als der Abstand der Anlenkpunkte an den
Kupplungsgliedern bzw. dem Zwischenglied, so daß sich die Lenker bei einer kontinuierlichen
Umlaufbewegung aneinander vorbeidrehen können. Bei einer bekannten Ausführung einer
solchen Kupplung (DT-PS 12 33 667) wird das Zwischenglied von einem ungelagerten,
scheibenartigen Körper gebildet.
-
Diese bekannte Kupplung beruht auf der Eigenschaft eines Parallellenkergetriebes,
einen Teil gegenüber einem anderen parallelzuführen. Durch Verwendung zweier hintereinandergeschalteter
solcher Parallellenkergetriebe, die sich scherenartig relativ zueinander bewegen
können, kann dabei eine winkeltreue Kupplung zweier Wellen errreicht werden, die
in einem durch die Länge der Lenker bestimmten Bereich gegeneinander achsversetzt
oder auch beweglich sein können.
-
Bei einer auf diesem Prinzip beruhenden Kupplung führt jeder der
Lenker unabhängig von der Größe des Achsversatzes während jedes Umlaufs eine 360°-Drehung
gegenüber dem Zwischenglied aus. Er ist dabei nach einer Sinusfunktion des Drehwinkels
an der Drehmomentübertragung beteiligt. In einigen Winkelbereichen trägt jeder Lenker
daher nur wenig zur Drehmomentübertragung bei. Jeder Lenker wird außerdem abwechselnd
auf Zug und auf Druck beansprucht. Bei fluchtenden Wellenachsen ist die Lage des
Zwischenglieds nicht eindeutig bestimmt, so daß es eine kreisende Bewegung auszuführen
beginnt.
-
Es ist weiterhin ein Kardangelenk zum Kuppeln zweier Wellen bekannt,
bei dem ein erstes scheiben-, stern- oder ringförmiges Kupplungsglied mit einer
Welle und ein ähnliches Kupplungsglied mit einer zweiten Welle verbunden ist. Zwischen
den beiden Kupplungsgliedern ist ein einziges Kupplungszwischenglied in Form eines
Zwischenringes angeordnet, der sowohl über drei an ihm mittels Kugelgelenken angelenkte
Lenker mit dem ersten und über drei ebensolche Lenker mit dem zweiten Kupplungsglied
verbunden ist.
-
Dieses Gelenk gestattet jeweils nur einen Winkelversatz, aber nicht
einen Radialversatz der Wellen zueinander (OE-PS 2 60 626).
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zum Kuppeln
achsversetzter umlaufender Wellen zu schaffen, bei welcher die Drehmomentübertragung
nicht über gummielastische Formkörper, sondern über formschlüssig miteinander verbundene
Getriebeteile erfolgt, bei welcher eine Relativbewegung dieser Getriebeteile zueinander
nur bei Vorliegen und nach Maßgabe eines Achsversatzes erfolgt und welche
auch bei
genau fluchtenden Wellen kinematisch einwandfrei arbeitet.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Kupplung der eingangs
definierten Art dadurch gelöst, daß jedes der Kupplungszwischenglieder nur über
einen ersten Lenker mit dem ersten Kupplungsglied und über einen zweiten Lenker
mit dem zweiten Kupplungsglied verbunden ist.
-
Bei der Kupplung nach der Erfindung ist das erste, z. B. antriebsseitige,
Kupplungsglied über einen Lenker, ein Kupplungszwischenglied und einen weiteren
Lenker mit dem abtriebsseitigen zweiten Kupplungsglied gekuppelt. Eine weitere Antriebsverbindung
wird hergesteilt von dem ersten Kupplungsglied, einem weiteren Lenker, einem zweiten
Kupplungszwischenglied sowie noch einem Lenker ebenfalls zu dem zweiten Kupplungsglied.
Die Kupplungszwischenglieder sind gegeneinander drehbar und schwimmend gehalten.
-
Wenn die Achsen der ersten und der zweiten Welle fluchten, verhält
sich die gesamte Anordnung wie eine starre Verbindung der Wellen und läuft um die
gemeinsame Wellenachse um. Die Lenker bewegen sich dabei gegenüber den Kupplungs-
und Kupplungszwischengliedern nicht und sind zu jeder Phase der Umlaufbewegung in
gleichem Maße an der Drehmomentübertragung beteiligt. Wenn die Achsen der Wellen
etwas gegeneinander parallel versetzt sind, dann wird dieser Achsversatz durch eine
Relativverdrehung der Kupplungszwischenglieder gegeneinander, die den erforderlichen
zusätzlichen Freiheitsgrad liefert, ausgeglichen.
-
Fs wird auch dann das zweite Kupplungsglied von dem ersten über die
Lenker und die Kupplungszwischenglieder mitgenommen, wobei lediglich die Lenker
eine schwingende Ausgleichbewegung ausführen.
-
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Einzelheiten der Kupplung
angegeben.
-
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
-
F i g. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung
bei fluchtenden Wellenachsen; F i g. 2 zeigt die Ausführungsform von F i g. 1 bei
einem Achsversatz; F i g. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit
drei gegeneinander verdrehbaren Kupplungszwischengliedern und ebenso vielen Paaren
von Lenkern für die Drehmomentübertragung bei fluchtenden Wellenachsen; F i g. 4
zeigt die Ausführung von F i g. 3 bei versetzten Wellenachsen; Fig.5 zeigt ein einzelnes
Kupplungszwischenglied mit dem zugehörigen Lenkerpaar bei der Ausführungsform nach
F i g. 3; F i g. 6 zeigt das Kupplungsglied und Lenkerpaar von F i g. 5 bei einem
Achsversatz; F i g. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie VII-VII von Fig.3; F i
g. 8 zeigt einen Schnitt längs der Linic VIII-VIII von Fig.3; F i g. 9 zeigt eine
Abwandlung der Ausführungsform nach F i g. 3, die einmal eine Elastizität in Drehrichtung
zeigt und zum anderen einen Winkelversatz der Wellenachsen auszugleichen gestattet;
F i g. 10 zeigt einen Schnitt längs der Linie E-F von Fig.9; F i g. 11 zeigt eine
Abwandlung der Lenkerlagerung bei der Ausführung von F i g. 9 und 10; F i g. 12
zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung,
die ebenfalls im
Drehrichtung elastisch ist; F i g. 13 zeigt einen Schnitt längs der Linie G-H von
Fig. ll; F i g. 14 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher
die Ringe außerhalb der Lenker liegen; F i g. 15 zeigt die Kupplung nach F i g.
14 bei einem Achsversatz; F i g. 16 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform
der Erfindung bei fluchtenden Wellenachsen; F i g. 17 zeigt die Ausführungsform
von F i g. 3 bei einem Achsversatz; F i g. 18 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels
von F i g. 3, die eine Elastizität in Drehrichtung zeigt; F i g. 19 zeigt eine Abwandlung
der Ausführungsform von Fig. 16; Fig. 20 ist ein Schnitt C-Dvon Fig. 19; F i g.21
ist ein Schnitt A-B von Fig. 19; F i g. 22 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsform
von F i g. 3; Fig.23 ist ein Schnitt längs der Schnittlinie in Fig.22.
-
Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 sind an dem ersten Kupplungsglied
10, das mit einer antriebsseitigen ersten Welle verbunden ist, zwei Lagerzapfen
12, 14 vorgesehen. Die Lagerzapfen 12, 14 sitzen zentralsymmetrisch zur Achse a
der ersten Welle; mit der abtriebsseitigen zweiten Welle ist ein zweites Kupplungsglied
16 verbunden. An diesem sitzen zwei Lagerzapfen 18, 20 zentralsymmetrisch zu der
Achse b der zweiten Welle und in gleichem Abstand von dieser wie die Lagerzapfen
12, 14 von der Achse a. Die Kupplungszwischenglieder sind ein innerer Ring 22 und
ein äußerer Ring 24. Der äußere Ring 24 kann, wie im linken Teil von F i g. 1 dargestellt
ist, mittels einer Schicht 26 von ölgetränktem Bremsbelagsmaterial auf dem inneren
Ring 22 gelagert sein. Statt dessen kann der Ring 24 auch mittels eines Kugel- oder
Rollenlagers 28 auf dem Ring 22 gelagert sein, wie im rechten Teil von F i g. 1
angedeutet ist. An den Ringen 22 und 24 sind Lagerzapfen oder -augen zum Anlenken
von Lenkern vorgesehen. Die Lagerzapfen oder -augen 30, 32 an dem Ring 22 sind diametral
einander gegenüberliegend an radial einwärts ragenden Ansätzen 34,36 des Ringes
22 angeordnet. Die Lagerzapfen oder -augen 38, 40 an dem Ring sind diametral einander
gegenüberliegend an radial auswärts ragenden Ansätzen 42,44 des Ringes 24 angeordnet.
Die Lagerzapfen 12 und 14 des ersten Kupplungsgliedes 10 sind über Lenker 46 bzw.
48 mit den Lagerzapfen 38 bzw. 32 verbunden. Die Lagerzapfen 18, 20 des zweiten
Kupplungsgliedes 16 sind über Lenker 50 bzw. 52 mit den Lagerzapfen 40 bzw. 30 verbunden.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform sind bei fluchtenden Wellenachsen
die Lagerzapfenpaare 12, 14 und 18, 20 um 90° gegeneinander versetzt angeordnet.
-
Die Lagerzapfen 38, 30 und 32, 40 an den Ringen 22 und 24 liegen bei
fluchtenden Wellenachsen auf einer Geraden, zu welcher die Lagerzapfen 12 und 20
bzw.
-
18 und 14 symmetrisch liegen. Dementsprechend erstrecken sich die
Lenker 46 und 48 von den Zapfen 12 und 14 im wesentlichen tangential entgegen dem
Uhrzeigersinn und die Lenker 50 und 52 von den Zapfen 18 und 20 im Uhrzeigersinn.
-
F i g.2 zeigt die Kupplung bei einem Versatz der Wellenachsen a und
b gegeneinander. Diesem Versatz der Wellenachsen um in dem dargestellten Beispiel
15
mm wird dadurch Rechnung getragen, daß der Mittelpunkt R der Ringe 22 und 24 sich
um 7,5 mm in die Mitte zwischen den Wellenachsen a und b verlagert und außerdem
die beiden Ringe 22 und 24 sich - in dem Beispiel - um 120 gegeneinander verdrehen.
-
Eine weitere Ausführungsform ist in den F i g. 3 bis 8 dargestellt.
-
Bei dieser Ausführungsform sind an dem ersten Kupplungsglied 122
drei Lagerzapfen 124, 126 und 128 in gleichen Abständen von der Achse a der ersten
Welle und um jeweils 1200 um diese herum winkelversetzt angeordnet. An dem zweiten
Kupplungsglied 130 sind ebenfalls drei Lagerzapfen 132, 134, 136 in gleichen Abständen
von der Achse b der zweiten Welle angebracht. Es sind drei Kupplungszwischenglieder
in Form eines inneren Ringes 138, eines mittleren Ringes 140 und eines äußeren Ringes
142 vorgesehen. Der mittlere Ring 140 ist mittels einer Gleitschicht 144 auf dem
inneren Ring 138 gelagert. Der äußere Ring 142 ist mittels einer Gleitschicht 146
auf dem mittleren Ring gelagert.
-
An dem inneren Ring 138 sind zwei diametral einander gegenüberliegende
radiale Ansätze 148, 150 angebracht. An dem Ansatz 148 sitzt ein Lagerzapfen 152,
an dem Ansatz 150 sitzt ein Lagerzapfen 154. An dem mittleren Ring 140 sind zwei
diametral einander gegenüberliegende radiale Ansätze 156, 158 angebracht. An dem
Ansatz 156 sitzt ein Lagerzapfen 160, an dem Ansatz 158 sitzt ein Lagerzapfen 162.
An dem äußeren Ring 142 sind zwei diametral gegenüberliegende radiale Ansätze 164,
166 angebracht. An dem Ansatz 164 sitzt ein Lagerzapfen 168, an dem Ansatz 116 sitzt
ein Lagerzapfen 170. Ein Lenker 172 verbindet die Lagerzapfen 124 und 168. Ein Lenker
174 verbindet die Lagerzapfen 132 und 152. Ein Lenker 176 verbindet die Lagerzapfen
126 und 160. Ein Lenker 178 verbindet die Lagerzapfen 134 und 170. Ein Lenker 180
verbindet die Lagerzapfen 128 und 154. Ein Lenker 182 verbindet die Lagerzapfen
136 und 162.
-
F i g. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie VII-VII vonFig.3.
-
Man sieht, daß die inneren Ringe 138, 140 aus zwei Hälften zusammengesetzt
sind. Der darauf gelagerte äußere Ring 142 weist den radialen Ansatz 174 auf, der
symmetrisch zur Mittelebene des Ringes 142, aber schmaler als dieser ist. In dem
Ansatz 154 sitzt der Lagerzapfen 168, der zu beiden Seiten axial aus dem Ansatz
154 vorsteht. Der Lenker 172 greift an seinem Ende mit einem Paar von gabelförmigen
Lageraugen 100, 102 um den Ansatz 154 und ist auf den vorstehenden Enden des Lagerzapfens
168 gelagert. Eine axiale Sicherung des Lagerzapfens 168 erfolgt durch Sprengringe
104.
-
F i g. 8-zeigt einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII von F i g.
3.
-
Der zweiteilige innere Ring 138 weist ein Paar von seitlichen radialen
Ansätzen 148 auf, die beiderseits um die äußeren Ringe 140, 142 herumgreifen. Die
Ringe 140, 142 sind zu diesem Zweck in Winkelbereichen um die Ansätze 148 bzw. 150
herum schmaler ausgebildet.
-
In dem Paar von Ansätzen 148 sitzt der Lagerzapfen 152. Der Lenker
174 ist an seinem Ende auf dem Lagerzapfen 152 gelagert. Der Lagerzapfen 152 ist
wieder durch Sprengringe 110 axial gesichert.
-
Bei fluchtenden Achsen a und b der ersten bzw. der zweiten Welle
stehen auch die Ringe 138, 140 und 142 mit ihrem gemeinsamen Mittelpunkt R konzentrisch
zu diesen Achsen. Die Abstände der Lagerzapfen 124, 126,
128 von
der Achse a sind gleich den Abständen der Lagerzapfen 132, 134, 136 von der Achse
b und gleich den - untereinander gleichen - Abständen der Lagerzapfen 168, 152,
160, 170, 154 und 162 vom Mittelpunkt R der Ringe. Die Lagerzapfen 132, 134, 136
an dem zweiten Kupplungsglied 130 sind in der Stellung von F i g. 3 jeweils um 600
gegenüber den Lagerzapfen 124, 126 bzw. 128 an dem ersten Kupplungsglied 122 winkelversetzt.
Die Lagerzapfen 168, 152, 160, 170, 154 und 162 an den Ansätzen sind ebenfalls um
jeweils 600 gegeneinander winkelversetzt und um 30° winkelversetzt gegen die dazwischenliegenden
Lagerzapfen 124, 132, 126, 134, 128 und 136 an dem ersten bzw. zweiten Kupplungsglied.
Somit liegen bei fluchtenden Wellenachsen alle Lagerzapfen in regelmäßiger Anordnung
auf einem Kreis, und die Lenker sind gleich lang und liegen sekantial zu diesem
Kreis. Sie erstrecken sich gleichsinnig, entgegen dem Uhrzeigersinn, von den an
den Kupplungsgliedern sitzenden Lagerzapfen 124, 126, 128 bzw. 132, 134, 136.
-
F i g.4 zeigt die Kupplung bei einem Versatz der Wellenachsen a und
b. Hierbei sind wieder alle drei Ringe 138, 140 und 142 gegeneinander verdreht und
der Mittelpunkt R der Ringe ist seitlich verlagert.
-
F i g. 5 zeigt als Einzelheit den äußeren Ring 142 mit den Ansätzen
164, 166 und den zugehörigen Lenkern 172, 178, F i g. 6 zeigt den Ring 142 bei einem
Achsversatz.
-
Die Kupplung von F i g. 9 und 10 ist im Prinzip genau so aufgebaut
wie die Kupplung nach F i g. 3 und 4, und entsprechende Teile sind mit den gleichen
Bezugszeichen versehen wie dort. Die Kupplung von F i g. 9 und 10 unterscheidet
sich von der nach F i g. 3 und 4 jedoch in zwei Punkten: Einmal enthalten der äußere
und der mittlere Ring 140, 142 gummielastische Schichten 184 bzw. 186, mit denen
die Gleitschichten 144 bzw. 146 hinterlegt sind, um die Kupplung in bezug auf die
übertragenen Drehmomente elastisch zu machen. Zum anderen sind die Lenker sowohl
an den Kupplungsgliedern als auch an den Ringen 138, 140, 142 allseitig beweglich
angelenkt, so daß die Kupplung auch in der Lage ist, eine Neigung der einen Wellenachse
b gegenüber der anderen a auszugleichen.
-
Wie am besten aus F i g. 10 erkennbar ist, sind an dem antriebsseitigen
Kupplungsglied 122 Lagerzapfen, z. B. 124 angebracht. Der Lenker 172 weist ein Lagerauge
184 auf, welches das Ende des Lenkers 172 mit Abstand umgibt. Auf dem Lagerzapfen
ist ein Ring 186 mit einer konvex sphärischen Außenfläche gelagert. In dem Lagerauge
184 sitzt ein Ring 188 mit einer dazu komplementären konkav sphärischen Innenfläche,
der den Ring 186 umschließt. Auf diese Weise wird ein Kugelgelenk gebildet, das
eine begrenzte allseitige Winkelbeweglichkeit des Lenkers 172 zu dem Lagerzapfen
124 gestattet.
-
Am anderen Ende weist z. B. der Lenker 178 ein Lagerauge 190 auf.
Der radiale Ansatz 166 des, ähnlich wie in F i g. 8, zweiteilig aufgebauten Ringes
142 bildet zwei Arme, zwischen denen sich der Lagerzapfen 170 erstreckt. Auf dem
Lagerzapfen 170 ist ein Ring 192 mit konvex sphärischer Außenfläche gelagert. In
dem Lagerauge 190 sitzt ein Ring 194 mit einer dazu komplementären konkav sphärischen
Innenfläche, der den Ring 192 umschließt. Auf diese Weise wird ein Kugelgelenk gebildet,
das eine begrenzte allseitige Winkelbeweglichkeit des Lenkers 178 zu dem Lagerzapfen
170 gestattet.
-
Eine andere konstruktive Lösung zeigt F i g. 11. Dort
ist der Lagerzapfen
170 mit Abstand von dem Lagerauge 190 umgeben. Auf dem Lagerzapfen 170 sitzen zwei
nach innen schmaler werdende Ringe 206,208, die zwei nach innen geneigte schwach
konische Ringflächen bilden. In dem Lagerauge sitzt eine zweiteilige Buchse 202,204,
die sich zu den Enden hin verjüngt und so zwei nach außen geneigte, schwach konische
Ringflächen 198, 200 bildet. Zwischen jeweils einer der nach innen und einer der
nach außen geneigten Ringflächen ist ein vorgespannter konischer Gummiring 210,212
gehalten.
-
F i g. 12 und 13 zeigen eine weitere Ausführungsform einer in Drehrichtung
elastischen Kupplung mit mehr als zwei Lenkerpaaren.
-
Die Kupplung von F i g. 12 und 13 besteht aus zwei im wesentlichen
übereinstimmenden Kupplungen, die kraftmäßig »parallel geschaltet« sind und von
denen zunächst eine beschrieben wird.
-
Die Kupplung enthält einen Ring 210 und eine Scheibe 212 von gleichem
Durchmesser. Die Scheibe 212 weist einen zentralen zylindrischen Ansatz auf, der
sich axial in den Ring 210 erstreckt. Auf dem Ansatz 214 ist über ein Gleitlager
216 ein Innenring 218 drehbar gelagert. Wie am besten aus F i g. 16 ersichtlich
ist, besteht das Gleitlager aus einem zylindermantelförmigen Ring, der um die Mantelfläche
des zylindrischen Ansatzes herum angeordnet ist, sowie zwei radialen Ringen, die
zwischen den Stirnseiten des Innenrings 218 und der Scheibe 212 bzw. einer Sicherungsplatte
220 angeordnet sind. Die Sicherungsplatte ist mit der Stirnseite des Ansatzes 214
verschraubt und erstreckt sich in Radialrichtung bis über den Innenring 218.
-
Der Innenring 218 weist zwei einander diametral gegenüberliegende
radiale Ansätze 222, 224 auf. Zwei Formkörper 226, 228 aus gummielastischem Material,
z. B. Gummi, sind zwischen dem Ring 210 und dem Innenring 218 vorgesehen, wobei
sie sich mit einer konvexen Außenfläche an die Innenfläche des Ringes 210 und mit
einer konkaven Innenfläche an die Außenfläche des Innenrings anpassen. Die Seitenflächen
der Formkörper 226, 228 laufen schwach geneigt nach außen, so daß auf beiden Seiten
kreisabschnittförmige Räume zwischen den Formkörpern 226, 228 und dem Ring 210 freibleiben,
welche eine Deformation der Formkörper 226, 228 zulassen. Die radialen Ansätze 222,
224 des Innenrings 218 sichern die Formkörper 226,228 gegen Verdrehung.
-
In den Ansätzen 222,224 können radiale Dichtleisten geführt sein,
die durch Federstahllamellen nach außen gedrückt und in Anlage an der Innenwand
des Rings 210 gehalten werden. Dadurch sind die freien Räume, die durch die Formkörper
226 bzw. 228, den Ring 210 und die Ansätze 222 bzw. 224 begrenzt sind, durch die
Dichtleisten flüssigkeitsdicht voneinander getrennt. Sie stehen über Kanäle miteinander
in Verbindung, die regelbare Drosseln enthalten. Dadurch läßt sich der Kupplung
ein einstellbares Dämpfungsverhalten erteilen.
-
An der Scheibe 212 ist ein Paar von radialen Ansätzen 230, 232 vorgesehen,
wobei der Ansatz 232 gegenüber dem Ansatz 230 um 1350 winkelversetzt ist. Der Ansatz
230 ist mit einem Lagerzapfen 234 versehen, der über einen Lenker 236 mit einem
Lagerzapfen 238 an einem antriebseitigen ersten Kupplungsglied verbunden ist. An
dem Ansatz 232 sitzt ein Lagerzapfen 240, der über einen Lenker 242 mit einem Lagerzapfen
244 an einem abtriebsseitigen zweiten Kupplungsglied verbunden ist. An dem Ring
210 ist ebenfalls ein Paar von radialen Ansätzen 246, 248 vorgesehen, wobei der
Ansatz
248 gegenüber dem Ansatz 246 um 1350 winkelversetzt ist. Der Ansatz 246 ist mit
einem Lagerzapfen 250 versehen, der über einen Lenker 252 mit einem Lagerzapfen
254 an dem abtriebsseitigen zweiten Kupplungsglied verbunden ist. An dem Ansatz
248 sitzt ein Lagerzapfen 256, der über einen Lenker 258 mit einem Lagerzapfen 260
an dem antriebsseitigen ersten Kupplungsglied verbunden ist.
-
In der dargestellten Lage bei fluchtenden Wellenachsen sind die Ansätze
230 und 246 bzw. 248 und 232 jeweils um 45° gegeneinander winkelversetzt, so daß
der Ansatz 230 der Scheibe 212 dem Ansatz 248 des Rings 210 diametral gegenüberliegt
und der Ansatz 232 der Scheibe 212 dem Ansatz 246 des Rings 210 diametral gegenüberliegt.
Die Symmetrieebene jedes der Formkörper 226 und 228 liegt senkrecht zu der die Lagerzapfen
240 und 250 enthaltenden Ebene.
-
Um die Wirkung der gummielastischen Formkörper 226 und 228 zu erläutern,
sei angenommen, daß das abtriebsseitige Kupplungsglied mit den Lagerzapfen 244 und
254 durch einen Widerstand festgehalten sei, während auf das antriebsseitige Kupplungsglied
ein Drehmoment im Uhrzeigersinn wirkt, welches den Lagerzapfen 238 im Sinne des
Pfeils 262 nach rechts und den Lagerzapfen 260 im Sinne des Pfeils nach links zu
bewegen sucht. Mit festliegendem Zapfen 244 sucht die Kraft 262 am Zapfen 238 die
Scheibe 212 etwa im Sinne des mit R@ bezeichneten Pfeils zu bewegen. Bei festliegendem
Zapfen 254 sucht die Kraft 264 am Zapfen 260 den Ring 210 etwa im Sinne des mit
R2 bezeichneten Pfeils zu bewegen. Man sieht, daß die dadurch hervorgerufenen Kräfte
gegeneinanderwirken und den gummielastischen Formkörper 228 etwa in Richtung seiner
Symmetrieebene zusammendrücken.
-
Eine zweite in gleicher Weise aufgebaute Kupplung, die generell mit
266 bezeichnet ist, ist um 900 gegenüber der beschriebenen Kupplung winkelversetzt
mit den Scheiben Rücken an Rücken angeordnet. Entsprechende Teile der Kupplung 266
sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die Teile der beschriebenen Kupplung, jedoch
mit einem Strich (') versehen, bezeichnet.
-
Um eine gegenseitige Beweglichkeit der Scheiben 212 und 212' zu ermöglichen,
ist zwischen diesen ein Gleitlager 268 (F i g. 13) vorgesehen.
-
Eine ähnliche Uberlegung wie im vorletzten Absatz zeigt, daß die
Kupplung auf einen abtriebsseitigen Widerstand mit radial gegeneinanderwirkenden
Kräften im Sinne der Pfeile R3 und R4 reagiert.
-
Statt der Formkörper 226 und 228 können auch mehrere zylindrische
Gummikissen 226 vorgesehen werden, wie sie gestrichelt in F i g. 12 angedeutet sind.
-
In F i g. 14 und 15 ist eine Kupplung mit drei Ringen dargestellt,
von denen jeder über einen Lenker mit dem antriebsseitigen und über einen Lenker
mit dem abtriebsseitigen Kupplungsglied verbunden ist. Diese Kupplung arbeitet im
Prinzip wie die Kupplung von F i g. 3 und 4 und entsprechende Teile sind mit den
gleichen Bezugszeichen versehen wie dort, jedoch mit einem Strich (') versehen.
-
Zum Unterschied von F i g. 3 und 4 erstrecken sich jedoch die radialen
Ansätze 148', 150'; 156' und 164', 166' radial nach innen und die Ringe 138', 140';
142', von denen 138' der äußere und 142' der innere ist, umgeben die Lenker 172'
bis 182'.
-
Bei der Ausführungsform nach F i g. 16 und 17 sind zwei Lagerzapfen
56, 58 zentralsymmetrisch zur Achse a der antriebseitigen ersten Welle an dem ersten
Kupplungsglied 60 angebracht. An dem zweiten Kupp-
lungsglied 62, das mit der abtriebsseitigen
zweiten Welle verbunden ist, ist zentralsymmetrisch zur Achse b der zweiten Welle
ein Paar von Lagerzapfen 64, 66 (oder sonstigen Anlenkmitteln) angebracht. Die Kupplungszwischenglieder
sind ein innerer Ring 68 und ein darauf gelagerter äußerer Ring 70. Die Lagerung
des äußeren Ringes 70 auf dem inneren kann ähnlich wie bei der Ausführung nach F
i g. 1 und 2 entweder über eine Schicht 72 von ölgetränktem Bremsbelagmaterial oder
über ein Kugel- oder Rollenlager 74 erfolgen. An den Ringen 68 und 70 sind radiale
Ansätze vorgesehen, die sich von den Ringen nach außen erstrecken. Ansätze 76 und
78 an dem äußeren Ring 70 sind um 90° gegeneinander winkelversetzt. Ebenso 90° gegeneinander
winkelversetzt sind Ansätze 80 und 82 an dem inneren Ring 68. Die Ansätze 76, 78
und 80, 82 tragen Lagerzapfen 84, 86 bzw. 88, 90. Ein Lenker 92 erstreckt sich von
dem Lagerzapfen 65 an dem ersten Kupplungsglied 60 zu dem Lagerzapfen 84 an dem
Ansatz 76 des äußeren Ringes 70. Ein Lenker 94 erstreckt sich von dem Lagerzapfen
66 an dem zweiten Kupplungsglied 62 zu dem Lagerzapfen 86 an dem Ansatz 78 des äußeren
Ringes 70. Ein Lenker 96 erstreckt sich von dem Lagerzapfen 58 an dem ersten Kupplungsglied
zu dem Lagerzapfen 90 an dem Ansatz 82 des inneren Ringes 68. Ein Lenker 98 erstreckt
sich von dem Lagerzapfen 64 an dem zweiten Kupplungsglied 62 zu dem Lagerzapfen
88 an dem Ansatz 80 des inneren Ringes 68.
-
Der Abstand der Lagerzapfen 56 und 58 von der Achse a der ersten
Welle ist gleich dem Abstand der Lagerzapfen 64 und 66 von der Achse b der zweiten
Welle. Den gleichen Abstand haben die Lagerzapfen 76, 78, 88 und 90 vom Mittelpunkt
R der Ringe 68 und 70. Bei fluchtenden Wellenachsen a und b, wie es in F i g. 16
dargestellt ist, sind die Lagerzapfen 64 und 66 um 90° winkelversetzt zu den Lagerzapfen
56 und 58 angeordnet. Die Lagerzapfen 84, 88, 90 und 86 sind um jeweils 90° zueinander
und um 45° zu den Lagerzapfen 56, 64, 58 und 66 winkelversetzt. Alle Lagerzapfen
56, 76, 64, 88, 58, 90, 66 und 86 liegen auf einem Kreis um die zusammenfallenden
Achsen b, b und R der Kupplungs- und Kupplungszwischenglieder. Die Lenker 92, 94,
96 und 98 sind gleich lang und erstrecken sich von den Lagerzapfen 56,64,58 und
66 aus gleichsinnig (entgegen dem Uhrzeigersinn in F i g. 3) sekantial zu diesem
Kreis.
-
F i g. 17 zeigt die Kupplung von F i g. 16 bei einem Versatz der
Wellenachsen a und b. Auch hier ist erkennbar, daß die Kupplung diesem Versatz durch
eine Verlagerung des Mittelpunkts R der beiden Ringe 68, 70 und durch eine Relativverdrehung
der Ringe 68, 70 gegeneinander Rechnung trägt.
-
F i g. 18 zeigt eine Abwandlung der Kupplung von F i g. 16 und 17.
Entsprechende Teile sind in F i g. 18 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie
in Fig. 16 und 17.
-
Bei der Ausführungsform nach F i g. 18 enthält der äußere Ring 70
eine Schicht aus gummielastischem Material, z. B. Gummi. In der linken Hälfte von
F i g. 18 sitzt die gummielastische Schicht 112 zwischen einem äußeren Stahlringteil
114 des Ringes 70 und einem inneren Stahlringteil 116 und ist mit diesen z.B. durch
Vulkanisieren verbunden. Die Gleitschicht 72 ist mit der Innenfläche des inneren
Stahlringteils verklebt. In der rechten Hälfte der F i g. 18 ist der innere Stahlringteil
116 weggelassen und die Gleitschicht 72 unmittelbar mit der gummielastischen Schicht
118 hinterlegt.
-
Ein Schlupf zwischen den beiden Schichten 72 und 118 wird dabei außer
durch die Reibung durch Zähne oder Vorsprünge 120 der einen Schicht vermieden, die
in entsprechende Ausnehmungen der anderen Schicht eingreifen.
-
Die Kupplung nach Fig. 16 und 17 gestattet zwar einen Versatz der
Wellenachsen und setzt Radialschwingungen der Wellen gegeneinander keinen Widerstand
entgegen. Sie ist jedoch in Umfangsrichtung unnachgiebig und vermag nicht, Stöße
aufzunehmen oder Drehschwingungen zu dämpfen. Bei einer Kupplung nach der Erfindung
wirken sich solche Stöße oder Drehschwingungen als entsprechende im wesentlichen
radiale Kräfte zwischen den Kupplungszwischengliedern aus. Dadurch, daß bei der
Ausführungsform nach F i g. 18 eine gummielastische Schicht in dem äußeren Ring
70 vorgesehen ist, kann die Lagerfläche 72 diesen radialen Kräften begrenzt elastisch
nachgeben. Die Kupplung wird dann auch in Umfangsrichtung, d. h. gegenüber dem um
die Achsen wirkenden Moment »elastisch«.
-
In F i g. 19 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, eine Elastizität
der Kupplung durch elastische Ausbildung der Lenker zu erreichen. Die Kupplung entspricht
in ihrem Grundaufbau und in ihrer Wirkungsweise der Ausführungsform von Fig. 16
und ist nicht noch einmal beschrieben.
-
Im unteren Teil der Figur sind an den Enden der Lenker 270 Lageraugen
angebracht, in denen ringförmige Gummikörper 274 sitzen. In den Gummikörpern 274
sind Lagerringe 276 mit radialen Armen 278 gehalten. Diese Lagerringe 276 sind auf
den Lagerzapfen 280 drehbar angebracht Bei einer solchen Konstruktion
wirkt die gesamte
Fläche der Lagerringe 276 und der Arme 278 druckübertragend auf die Gummikörper
274.
-
Ähnlich sind die Lenker 281 im linken Teil von F i g. 19 ausgebildet,
jedoch sind dort die Gummikörper langgestreckt und gehen ineinander über, so daß
sich ein einziger, sich über die gesamte Länge des Lenkers 281 erstreckender Gummikörper
282 ergibt. Es können dabei, wie in der oberen Hälfte des Lenkers 281 dargestellt
ist, starre ovale Lageraugen 284 vorgesehen sein, die sich um beide Lagerzapfen
280, 288 und den Gummikörper 282 herumerstrecken. Statt dessen kann der Gummikörper
282, wie in F i g. 20 dargestellt ist, auch von Seilen 290 umgeben sein, die bei
einer Längsbeanspruchung ein seitliches »Atmen« des Gummikörpers zulassen.
-
Wie im oberen Teil von F i g. 19 dargestellt ist, kann der Gummikörper
292 in Längsrichtung des Lenkers 294 so weit über die Lagerzapfen 296, 298 hinausragen,
daß sich für Zug- und Druckbelastung im wesentlichen die gleiche Elastizität ergibt.
Statt des Lagerauges kann ein Mantel 300 aus Federstahlblech um den Gummikörper
herum vorgesehen sein, der ebenfalls ein seitliches »Atmen« des Gummikörpers 292
beim Zusammendrükken erlaubt.
-
Bei der Ausführungsform nach F i g. 22 und 23, die ebenfalls im wesentlichen
der Ausführung nach F i g. 3 entspricht, ist zwischen den die Kupplungszwischenglieder
bildenden Ringen 302, 304 ein Kugelgelenk 306 vorgesehen. Die Lenker 308 sind über
Gummipuffer 310 auf den zugehörigen Lagerzapfen gelagert. Diese Ausführung gestattet
eine Knickung zwischen der ersten und der zweiten Welle.