DE2620527C2 - Gleichlauf gelenkkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleiehlaiifgelenkkupplung, bei der die Übertragung des Drehmomentes über drei in Uml'ungsrichtung gleichmäßig verteilte und mit einer Kugelfläche versehenen Rollen erfolgt, die auf drei aus dem inneren Kupplungsteil herauswachsenden Lagerzapfen drehbar und radial verschiebbar gelagerl sind und die in drei gerade und achsparallel verlaufende und mit einem Schmiermittel gefüllte Nuten des äußeren Kupplungsteiles eingreifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Gleichlaufgelenkkupplung der \orgenannten Art eine einfach ausgebildete, aber zuverlässig wirkende Schmierung der drei das Drehmoment übertragenden Rollen vorzusehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Schmierung der drei das Drehmoment übertragenden Rollen über drei Schmiermittelpumpe!! erfolgt, die dadurch zustande kommen, daß die Rollen mit Hilfe eines eine Ansaugöffnung aufweisenden Abschlusses ihrer Bohrung wie ein Pumpengehäuse ausgebildet sind, innerhalb dem der Lagerzapfen wie ein Pumpenkolben wirkt, während der Kolbenhub über die bei Winkelbewegungen auftretende radiale Verschiebung der Rollen relativ zum Lagerzapfen zustande kommt.

Der mit der Erfindung erzielte Ilaupivorteil besteht darin, daß mit einem Minimum an Bauaufwand eine funktionstüchtige Druckumlaufschmierung der drei das Drehmoment übertragenden Rollen zustande kommt, s.s mit deren Hilfe der Gesamtreibungsverlust einer nur gleitgelagerten Rolle niedriger gehalten werden kann als der einer mit einer teuren Wälzlagerung versehenen Rolle, weil die bis jetzt verwendeten Ausführungsformen solcher Wälzlagerungen beim radialen Verschieben der Rolle auch nur als Gleitlager wirken, ohie jedoch eine Druckumlaufschmierung zu haben.

Wie groß dieser Vorteil ist, erkennt man am besten, wenn man sich vergegenwärtigt, daß die Rollen der in der Zeichnung dargestellten Gleichlaufgelenkkupplung <>s beim größten Dauerbetriebsdrehmoment mit einer Kraft von rund 4500 kp belastet sind und daß bei den heutigen Ausführungsformen der Wälzlager für die Rollen solcher Gleichlaufgelenkkupplungen das radiale Verschieben einer so hoch belasteten Rolle nur nach Überwinden eines Reibungswide;Standes von mehr als 250 kp möglich wäre. Dabei muß berücksichtigt werden, daß hei Winkelbewegungen, also beim Beugen des Gelenkes, die drei das Drehmoment übertrygenden Rollen relativ zu ihrem Lagerzapfen in sehr rascher l-'olge radial verschoben werden und zwar so, daß sie zweimal während jede, Umdrehung zwei Extremlagen einnehmen. In zwei dieser Extremlagen nähert sieh die Rolle der Mitte des inneren Kupplungsteil um ein gewisses Maß, während sie sich in den beiden anderen Extremlagen um das Dreifache dieses Maßes von dieser Mitte weg bewegt hat. Bei der in der Zeichnung dargestellten Gleichlaufgelenkkupplung ergibt sich schon bei einer Beugung des Gelenkes von nur 20 ein Maß für diese radial nach außen erfolgende Bewegung der Rolle, das bei etwa 3 mm liegt. Der vorgenannte, bei den heutigen Ausführungsformen während des radialen Verschiebens der Rolle auftretende Reibungswiderstand von mehr als 250 kp kann bei einer erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenkkupplung gleicher Größe infolge der neuen Druckumlaufschmierung bei Verwendung eines Hochleislungs-Schmierstoffes von hoher Druckbelastbarkeit. beispielsweise eines Molybdän- oder Silikon- Schmierstoffes, auf weniger als 100 kp herabgemindert werden. Entsprechend groß sind die Vorteile, die sich daraus in bezug auf den Wirkungsgrad und die Lebensdauer ergeben. Bei einem Beugungswinkel von 32'■' kann allein durch eine Verringerung des Gesamtreibungsbeiwerics von 0.1 3 auf 0.07 eine Verbesserung des mittleren Wirkungsgrades von 45°/» auf ^7,6% erreicht werden. Der Gesamtreibungsbeiv.cn einer Gleichlaufgelenkkupplung gemäß der Erfindung kann infolge der Druckumlaufschmierung noch erheblieh unter 0,07 gedrückt werden.

Ein weilerer Vorteil der Erfindung besieht darin, daß es infolge des geringen Reibungswiderslandes beim radialen Verschieben der das Drehmoment übertragenden Rollen nicht zu dem Klemmeffekt kommen kann, der bei Rollen mit einer so flachen Krümmung infolge des Zusammenwirkens des daraus resultierenden flachen Klemmwinkels mit der in Längsrichtung der Rollen wirkenden und aus dem Reibungswiderstand resultierenden Kraft bei den heutigen Ausführungsformen unvermeidlich ist. Dieser Klemmeffekt hat zur Folge, daß die Rollen nur mit ihren äußeren Kanten den Außenbereich der Nut im äußeren Kupplungsteil berühren, wie es beispielsweise aus den F i g. 2 und 3 der US-PS 36 13 396 gut zu ersehen ist. Es ist leicht verständlich, daß es bei dem sehr flachen Klemmwinkel schon bei relativ kleinen Axialkräften zu einem Verklemmen der Rollen kommt, so daß sie am Drehen behindert sind. Die daraus resultierende Reibung ergibt zusammen mit der extrem hohen Flächenpressung einen entsprechend hohen Verschleiß. Da die auf die Rollen einwirkenden Axialkräfte infolge der erfindungsgemäßen Druckumlaufschmierung mehr als 2,5mal kleiner sind als bei den heuligen Ausführungsformen, ergeben sich noch weitere, entsprechend große Vorteile in bezug auf den Wirkungsgrad und die Lebensdauer.

Schließlich ergibt sich aus diesem radikalen Abbau der auf die Rollen einwirkenden Axialkräfte noch dadurch ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß die Zentriergenauigkeit des gesamten Kupplungssystems wesentlich erhöhl wird. Da bei Gleichlaufgelenkkupplungen der eingangs beschriebenen An die Zentrierung des inneren Kupplungsteiles gegenüber dem äußeren

Kupplungsteil über die drei das Drehmoment über trügenden Rollen erfolgt, und da die uns den F i g. 2 und .1 eier US-PS 3d 13 396 ersichtliche Verschiebung der Rollen relativ /um äußeren Kupplungsteil vermieden ist, ergibt sich eine stets gleichbleibende exakte Zentrierung, die eine unabdingbare Voraussetzung für ein kiufruhiges und vibrationsfreies Verhalten bei hohen Drehzahlen ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der ein Beispiel für eine mögliche Ausführungsform dargestellt ist. Ils zeigt

Tig. 1 einen Querschnitt durch eine Gleichlaufgelenkkupplung gemäß der [Erfindung,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine der drei das Drehmoment übertragenden Rollen in Strecklage, und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine der drei das Drehmoment übertragenden Rollen, die einer Winkelbewegung unterworfen ist.

Die Übertragung des Drehmomentes erfolgt über drei in. Umfangsrichtiing gleichmäßig verteilte Rollen 5, die mit einer Kugelfläche 6 versehen und die mit dem inneren Kupplungsteil 1 drehbar und radial verschiebbar verbunden sind. Die Rollen j sind über ihre Bohrung 10 auf Lagerzapfen 2 gleitgelagert, die aus dem inneren Kupplungsteil 1 herauswachsen. Die Schmierung dieser Gleitlagerung erfolgt über eine Schmiermittelpumpe, die dadurch zustande kommt, daß jede Rolle mit Hilfe eines eine Ansaiigöffnung 7 aul weisenden Abschlusses 8 wie ein lampengehäuse ausgebildet ist, innerhalb dem der Lagerzapfen 2 wie ein Pumpenkolben wirkt, während der Kolbenhub über die bei Winkelbewegungen auftretende radiale Verschiebung 13 der Rolle 5 relativ zum Lagerzapfen 2 zustande kommt. Die das Drehmoment übertragenden Rollen 5 greifen in gerade und achsparallel verlaufende Nuten 15 des äußeren Kupplungsieiles 3 ein, die mit einem I Inchleisiiings Schmiersiofl 4 um hoher Druckbelasibarkeil. beispielsweise einem Molybdän- oder Silikon-Schinierstoll, gefüllt sind. Die Schmiermittelpumpe drückt ilen ι Schmierstoff in Schmiernuien 4, von wo er sich über ilen ganzen Umfang des Lagerzapfens verteilt, um am inneren Lnde der Rolle auszutreten und in die Nu: Ιί des äußeren Kupplungsteile', i zuaiekzullicl.ien. Ls entsteht also eine echte Druckumlaufschmierung, mit

ίο deren Hilfe tier (iesamtreibungsverlust einer nur glcitgelagerien Rolle niedriger gehalten werden kann als der einer mit einer teuren Wälzlagerung versehenen Rolle. Die Zentrierung des inneren Kupplungsieiles I gegenüber dem äußeren Kupplungsteil 3 erfolgt über

is die Rollen 5. Die Zentriergenauigkeit ist umso größer, je weniger sieh die Kugelmitte 12 der Rollen 5 relativ zum äußeren Kupplungsteil 3 verschiebt. Da die Axialkrälte 14 bei der beschriebenen Gleichlaufgelenkkupplung mehr als 2,5mal kleiner sind als bei den heutigen

ίο Auslührungsformen, kommt es trotz des Ilachen Winkels 11 zu keiner die Zenlriergenatiigkeit beeinträchtigenden Verschiebung der Kugelmitte 12, so daß diese Gleichlaufgeienkkupplung auch bei hohen Drehzahlen laufruhig und vibrationsfrei sind. Die Ansaugöll-

:s nung 7 kann zur F.rhöhung des Schmierdruckes mit einem Ventil versehen werden, das die Öffnung beim Verdichtungshub abschließt, so daß auch extrem hohe Schmierdrücke möglich sind. Für die meisten Anwendungsfälle genügt jedoch die einfache in der Zeichnung

.tu dargestellte ventillose Ausführung, weil der Schmierstoff infolge der Fliehkraft bereits vorgespannt ist und weil die Ansaugöffnung so gestaltet ist, daß der t-.intri'.t des Schmierstoffes in den Verdichtungsraum viel leichter ist als der Austritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gleichlaufgelenkkupplung. bei der die Übertragung des Drehmomentes über drei in Umfangsnchtung gleichmäßig verteilte und mil einer Kugelfläche S versehenen Rollen erfolgt, die auf drei aus dem inneren Kupplungsteil herauswachsenden Lagerzapfen drehbar und radial verschiebbar gelagerl sind, und die in drei gerade und arhsparallel verlaufende und mil einem Schmiermittel gefüllte Nuten des äußeren Kupplungsteiles eingreifen, d a d u r c h g e k e η η / e i c h net, daß die Schmierung der drei das Drehmoment übertragenden Rollen (5) über drei Schmiermitielpumpen erfolgt, die dadurch zustande kommen, daß die Rollen mil Hilfe eines eine Ansaugöffnung (7) aufweisenden Abschlusses (8) ihrer Bohrung (10) wie ein Pumpengehause ausgebildet sind, innerhalb dem der Lagerzapfen (2) wie ein Pumpenkolben wirkt, während der Kolbenhub über die bei Winkelbeue- ^o gungcn auftretende radiale Verschiebung (13) der Rollen relativ zum Lagerzapfen zustande kommt.