DE2826854A1

DE2826854A1 - Homokinetische kupplung

Info

Publication number: DE2826854A1
Application number: DE19782826854
Authority: DE
Inventors: Rene Henri Jeanson
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1979-01-18
Also published as: BE868047A; GB2001733A; GB2001733B; ES471034A1; SG58582G; AU518215B2; MY8500028A; CA1091052A; IT7812669A0; BR7803918A; NL7806741A; ZA783497B; FR2395424B1; AU3729178A; NL184128C; US4204411A; JPS5410852A; CH622321A5; DK279978A; NL184128B

Description

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München, den 19. Juni 1978

Mappe B 004 Case Land 26

SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO, Paris / Frankreich

Homokinetische Kupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine im strengen oder angenäherten Sinne homokinetische Kupplung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs; beide Fälle sind also in den Schutz mit einbezogen.

Meistens sind homokinetische Kupplungen zwischen zwei Wellen vorgesehen, die nicht koaxial zueinander stehen, sondern vorbestimmte feste Lagen im Raum zueinander einnehmen. Dies gilt insbesondere für zwei zueinander parallele, aber gegenseitig versetzte oder auch abgewinkelte Wellen mit festen Achsen. In diesen Fällen läßt sich die homokinetische Verbindung ohne besondere Schwierigkeiten mit Hilfe zweier Kardangelenke erfüllen.

Wenn dagegen eine der Wellen, z.B. die gegenüber der anderen geführte, keine feste Neicruna hat, sondern verstellbar ist, ist es bisher nicht gelunaen, unter vernünftigen Bed±tjungen eine Kraftübertragung zwischen zwei Wellen zu erhalten, die auch bei einem großen Ablenkwinkel im wesentlichen homokinetisch bleibt.

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Es existieren andererseits verschiedene Anwendungen, bei denen zwei Wellen, deren eine die andere antreibt, eine veränderbare Neigung gegeneinander aufweisen und der Antrieb möglichst homokinetisch erfolgen soll, unabhänaig von der gegenseitigen Neiqung der Wellen in vorgegebenen festen Grenzen. Dies gilt z.H. für einen Schwimmbagger, dessen gegenüber dem Schwimmkörper neigbarer Ausleger in seinem Kopf eine Pumpe trägt, die von einem auf dem Schwimmkörper sitzenden Motor getrieben werden soll.

Bei jeder Welle ist es wichtig, daß die Drehung so regelmäßig wie möglich ist, um Erscheinunaen wie Vibrationsschwingunqen, Abnutzungen und agf. unbefriedigende Arbeitsweise der angetriebenen Ornane mit einer einfachen,robusten und wirksamen Konstruktion auszuschalten. Die im Hauptanspruch gekennzeichnete Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, daß die Lage der am Träger der Eingangswelle schwenkbar gelagerten Zwischenwelle von derjenigen der Ausgangswelle abhängig gemacht wird. Insbesondere ist die Schwenkachse des Zwischenwellenlagers ungefähr in gleichem Abstand zwischen den beiden Kardangelenken des ersten Kardangelenkes angeordnet, wenn alle Wellen sich in fluchtender Stellung befinden.

Durch diese Anordnung läßt sich eine streng homokinetische übertragung zwischen der ersten Welle und der Zwischenwelle erreichen. Auch von der Zwischenwelle zur zweiten Welle soll natürlich die homokinetische Bedingung grundsätzlich erfüllt sein; Abweichungen hiervon machen sich aber weniger stark bemerkbar als solche zwischen der führenden Welle und der Zwischenwelle. Die zweite Bedingung kann infolgedessen je nach den Anforderungen mehr oder weniger gut angenähert erfüllt werden.

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In einer Ausführungsform, in der die strenge homokinetische Bedingung von der Zwischenwelle zur zweiten (rreführten) Welle erfüllt ist, ist der Träger der zweiten Welle um eine Achse schwenkbar, die in der Fluchtlinie der drei Wellen und im gleichen Abstand von den äußersten Kardangelenken der beiden Paare von Kardangelenke anweordnet ist, wenn diese drei Wellen fluchten, während zur Führung des zweiten Trägers ein am zweiten Träger angeordnetes und in eine Gleitbahn des dritten Träaers eingreifendes Gleitstück dient, dessen Achse diametral gegenüber der .Schwenkachse des dritten Trägers hinsichtlich der Schwenkachse des zweiten Trägers steht, wenn alle Wellen fluchten.

Statt dessen läßt sich eine gut angenäherte homokinetische Bedingung erfüllen, wenn der zweite Träger um eine Achse schwenkbar gelagert ist, die nicht mehr in der Fluchtlinie der drei Wellen, sondern in einem gewissen Ausmaß demgegenüber versetzt verläuft, während die Koppel zwischen dem zweiten und dem dritten Träger in diesem Falle aus einem einfachen Lenker besteht.

In allen Fällen ist die erfindungsgemäße Konstruktion weit einfacher und wirkungsvoller als die vorbekannten Kupplungen dieser Art.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer homokinetischen Kupplung nach der Erfindung in Anwendung auf einen Schwimmbagger, wobei die drei Wellen in fluchtender Stellung angenommen sind.

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Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein Schema der Gelenkwelle nach Fig. 1 und 2

für verschiedene Neigungen der zweiten Welle,

Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 1, jedoch für die zweite Ausführungsform, in der die homokinetische Bedingung nur angenähert erfüllt ist und

Fig. 5 ein Schema analog der Fig. 3, jedoch in Bezug auf Fig. 4.

Fig. 1-3 beziehen sich auf einen Schwimmbagger mit Ausleger 10, der an einem Schwimmkörper 11 um eine horizontale Achse 12 neigbar gelagert ist. Eine homokinetische Kupplung im Sinne der Erfindung, die im Beispiel der Figuren 1-3 streng homokinetisch ist, tiberträgt das Drehmoment zwischen einer führenden Welle 13, die von einem im Schwimmkörper 11 aufgestellten Motor 14 angetrieben wird, und einer geführten Welle 15, die von dem Ausleger 10 getragen wird und über ein Vorgelege 16 die Antriebswelle 17 einer Pumpe in Umdrehung versetzt.

Die Ftihrungswelle 13 bildet eine erste Welle, die von einem ersten Träger 11 in fester Position aetragen wird, während die geführte Welle 15 die zweite Welle darstellt, die eine veränderbare Neigung hinsichtlich der ersten Welle 13 aufweist und von dem Ausleger 10 getragen wird, der den zweiten Träger mit veränderbarer Position darstellt.

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Der erste Teil der Kupplung besteht aus einem Kardangelenkpaar 18 und 19, das der ersten Welle 13 zugeordnet ist. Die Kardangelenke 18 und 19 sind über eine erste Teleskopwelle 20 miteinander auf Drehung verbunden. Die Teleskopwelle 20 kann aus zwei ineinandersteckenden Wellen bestehen.

Ebenso ist mit der zweiten Welle 15 ein Kardangelenkpaar 21, 22 verbunden, das seinerseits über eine Teleskopwelle 23 miteinander verbunden ist.

Zwischen den Kardangelenken 19 und 21 befindet sich eine Zwischenwelle 24 fester Länge. Diese Zwischenwelle ist in einem dritten Träger 20 gelagert, der um eine von dem Schwimmkörper 11 getraoene Achse 26 schwenkbar ist. Zu diesem Zweck weist der dritte Träger 25 zwei seitliche Flansche 27 auf, die sich beiderseits der aus den Teilen 13, 18) 20, 24, 21, 23, 22 und 15 bestehenden Kupplung erstrecken. Die Schwenkachse 26 des dritten Trätiers 25 ist in gleichem Abstand von den Achsen der Kardangelenke 18 und 19 vorgesehen, wenn die drei Wellen 13, 24 und 15 fluchten (Fig. 3), so daß die Achse des Kardangelenks im Verlauf der Bewegung einen Kreisbogen beschreiben kanu, dessen Mittelpunkt die Achse 26 ist und der durch die Achse des Kardangelenks 18 geht.

Zwischen dem zweiten Träger, d.hdan Ausleger 10,und dem dritten Träger 25 ist ein Steuerorgan vorgesehen, das dafür sorgt, daß in jedem Augenblick die Stellung der Zwischenwelle 24 derjenigen der zweiten Welle 15 mit

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veränderbarer Neigung folgt. Im Beispiel der Figuren 1-3, wo die homokinetische Bedingung streng erfüllt ist, besteht das steuerorgan aus einer Nockenverbindung 29. Diese enthält z.B. ein Gleitstück 30, das um eine Achse 31 drehbar ist, die an VorSprüngen 32 des Auslegers 10 befestigt ist. Das Gleitstück 30 greift in eine Gleitbahn 33, die in den Planschen 27 ausgearbeitet ist.

Die Schwenkachse 12 des Auslegers 10 befindet sich in der Fluchtlinie der drei Wellen 13, 24 und 15 und ist in gleichen Abständen von den äußeren Kardangelenken 18 und 22 angeordnet, wenn die drei Wellen 13, 24 und 15 fluchten. Die Achse 31 der Gleitbahn 30 ist diametral gegenüber der Achse 26 hinsichtlich der Achse 12 angeordnet, wenn die drei Wellen 13, 24 und 15 fluchten, so daß die Achse des Gleitstücks 30 im Verlauf ihrer Bewegung einen Kreisbogen beschreiben kann, dessen Mittelpunkt die Achse 12 ist und der durch die Achse 26 hindurchgeht.

Die beschriebene Konstruktion erlaubt in jedem Zeitpunkt und in jeder Stellung die Einhaltung eines streng homokinetischen Antriebszustandes, wie sich aus der Gleichheit der Winkel A in Fig. 3 ergibt. Wie man sieht, ist die Winkelablenkung zwischen der ersten Welle 13 und der zweiten Welle 15 vier^mal so hoch wie der Ablenkwinkel A der Kardanwelle 18. Außerdem kann die Kupplung beiderseits der fluchtenden Lage der drei Wellen 13, 24 und 15 ausschlagen.

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Die AusfUhrungsform nach Pig. 4 und 5 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1-3 nur dadurch, daß die streng homokinetische Bedingung durch eine angenähert homokinetische Beziehung ersetzt ist. Die Abweichung ergibt sich aus Fig. 5, wo die streng homokinetische Position strichpunktiert eingetragen ist.

In diesem Falle besteht das Steuer- oder Kupplungsorgan zwischen dem Ausleger 10 und dem dritten Träger 25 aus einem einfachen Lenker 40, der am einen Ende 41 mit dem Ausleger 10 und am anderen Ende 42 mit den Flanschen 27 des dritten Trägers 25 gelenkig verbunden ist. Es empfiehlt sich dann, die Schwenkachse 12* des Auslegers 10 nicht auf der Fluchtlinie der drei Wellen 13, 24 und 15 anzunehmen, sondern sie gegenüber dieser Linie zu versetzen, wie Fig. 4 und 5 zeigen.

Die in Fig. 4 und 5 gezeigte Anordnung erlaubt die Ausbildung der Kraftübertragung einer einfachen Konstruktion unter weitgehender Erfüllung der homokinetischen Bedingung.

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Claims

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1. Ganz oder nahezu homokinetische Kupplung zwischen einer ersten, in einem festen Träger gelagerten Welle und einer zweiten, in einem dazu bewenlichen Träger gelagerten Welle mit veränderlicher Neiciung gegenüber der ersten Welle, wobei die eine Welle eine Antriebswelle und die andere eine Abtriebswelle ist, gekennzeichnet durch zwei den beiden Wellen (13, 15) zuaeordnete Kardangelenkpaare (18, 19; 21, 22), die ie unter sich durch eine Teleskopwelle (20, 23) verbunden sind, und eine die beiden Kardangelenkpaare verbindende Zwischenwelle (24) fester Länge, die in einem dritten Träger (27) gelagert ist, der um eine am ersten Träger (11) angebrachte Achse (26) schwenkbar gelagert ist, während die Stellung der Zwischenwelle (24) über ein Steuerorgan (29) von der veränderbaren Neigung der zweiten Welle (15) abhängt.

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Homokinetische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerorgan (29, 30) aus einer Koppel zv/ischen dem zweiten und dem dritten Träger (10, 11) besteht.

3. Homokinetische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (26) des dritten Trägers (11) , in dem die Zwischenwelle (24) gelagert ist, ungefähr in gleichem Abstand zu den Achsen der beiden Kardangelenke des ersten Kardangelenkpaares (18, 19) angeordnet ist, wenn alle Wellen fluchten.

4. Homokinetische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Träger (10) schwenkbar um eine Achse (12) angeordnet ist, die sich auf der Fluchtlinie der drei Wellen und in gleichem Abstand von den äußersten Kardangelenken (18, 22) der beiden Kardangelenkpaare befindet, wenn die drei Wellen fluchten.

5. Homokinetische Kuppluna nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelung zwischen dem ersten und dem dritten Träger aus einer Kurvenführ uncr (29) besteht.

6. Homokinetische Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenführung ein Gleitstück (30) enthält, das am zweiten Träger (10) mittels einer Achse (31) angelenkt ist und in eine Führungsbahn (32) des dritten Trägers eingreift, wobei das Gleitstück der Schwenkachse (26) des dritten Trägers (11) hin-

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sichtlich der Schwenkachse (12) des zweiten Trägers (10) diametral gegenübersteht, wenn alle Wellen fluchten.

7. Homokinetische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Träger (10) um eine Achse (12") schwenkbar ist, die gegenüber der Fluchtlinie der drei Wellen seitlich versetzt ist.

8. Homokinetische Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppel zwischen dem zweiten und dem dritten Träger (10, 11) aus einem Lenker (40) besteht.

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