DE2904905A1 - Drehfeste wellenverbindung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dreh-
• festen Verbinden zweier Wellenenden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Verbindungen weisen herstellungsbedingt oder bedingt durch den Verschleiß beim Betrieb ein Drehspiel zwischen den beiden Wellen auf, das in einigen Fällen, z.B. bei Meß und Prüfständen, nicht hingenommen werden kann.
• Es liegt die Aufgabe vor, Maßnahmen anzugeben, mit Hilfe derer dieses Spiel auf den gleichlauf der Wellen einen Einfluß nicht entfalten kann. Anspruch 1 gibt hierzu eine Lösung an. Mittels der in Umfangsrichtung wirkenden Kraft (Anpreßkraft) werden diejenigen Elemente auf beiden Wellen, die das Drehmoment in einer der Drehrichtungen übertragen, auch dann fest aneinandergepreßt, wenn ein Drehmoment nicht übertragen wird. Wenn die Kraftübertragung in beiden Drehrichtungen'erfolgen soll, soll die Anpreßkraft in der Drehrichtung mit dem größe ren Drehmoment wirksam sein oder im Fal.le von etwa gleich großen Drehmomenten in beiden Drehrichtungen mindestens dem Drehmoment entsprechen.
• Sind die Drehmomente in beiden Drehrichtungen einander etwa gleich groß oder handelt es sich überhaupt um Drehmomente, die eine große Anpreßkraft erfordern, z.B. große Feder, für die der zur Verfügung stehende Platz nicht ausreichen würde, werden die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 und 3 vorgeschlagen. Die Hebelanordnungen bewirken über die Hebelarme eine Vergrößerung der von der eigentlichen Kraftquelle (z.B. Feder) ausgehenden Kraft, so daß die Kraftquelle verhältnismäßig klein gehalten werden kann. Der Ausdruck "nach Art eines Kniehebels" soll dabei aussagen, daß es sich zwar um eine Kniehebelanordnung handelt, bei der jedoch die sonst übliche Endstellung der Kniehebel (beide Kniehebel fluchten miteinander, d.h. durchgedrückte Stellung der Kniehebel) vermieden werden muß, da diese Endstellung eine weitere Wegverstellung in Umfangsrichtung ausschließt. Die Wahl der Hebelverbindung nach den Ansprüchen 2 und 3 richtet sich nach der Art der Kraftquelle oder deren Wirkungsrichtung, also z.B. danach, ob eine Zug- oder eine Druckfeder vorgesehen ist.
• Bei Wellen, die in einem Winkel zueinander stehen, die also z.B. über eine Kugeln aufweisende homokinetische Gelenkkupplung miteinander verbunden sind, wird die Forderung nach Gleichlauf beider Wellen durch die Maßnahme nach Anspruch 4 gewährleistet.
• Während bei Verwendung von je einer Zug- oder Druckfeder auf Grund der Winkellage der Wellen während jeder Umdrehung der Wellen ungleiche Kräfte zur Beseitigung des Spiels auftreten, bewirkt die Maßnahme nach Anspruch 4, daß dann, wenn die eine Feder gestreckt wird, also eine größere Kraft hervorbringt, die andere Feder kürzer wird, also eine kleinere Kraft entfaltet, so daß trotz geänderter Federlängen die resultierende Federkraft und damit Anpreßkraft konstant bleibt.
• Abgesehen von diesem Vorteil erreicht die Maßnahme nach Anspruch 4, daß einzelne relativ kleine Kraftquellen um die Wellen herum angeordnet werden können.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, die im folgenden erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 die Verbindung zweier Wellen mittels einer homokinetischen Gelenkkupplung mit Spielausgleich in einem Teillängsschnitt schnitt, Fig. 2 zwei Querschnitte, nämlich in der oberen Hälfte nach der Linie IIa-IIa und in der unteren Hälfte nach der Linie IIb-IIb in Fig. 1, Fig. 3 ein Kugelgelenk für einen Hebel als Einzelheit nach Fig. 2 und Fig. 4 einen Teillängsschnitt einer gegenüber Fig. 1 abgewandeltenHebelausführung.
• Gemäß den Fig. 1 und 2 werden zwei Wellen 1 und 2 über eine bekannte homokinetische Gelenkkupplung 3 miteinander verbunden. Letztere weist auf dem Umfang verteilte Kugeln 4 auf, die radial innen und außen in je zwei Längsrillen 5 und 6 gelagert sind und in beiden Längsrichtungen durch einen Käfig 7 gehalten werden. Dabei befindet sich die eine Längsrille 5 in einem mit der Welle 1 fest verbundenen Körper 8 und die andere Längsrille 6 in dem mehrteiligen Gehäuse 9 der Gelenkkupplung 3, das starr mit der Welle 2 verbunden ist.
• Weitere Einzelheiten der homokinetischen Gelenk kupplung 3 sind für den Gegenstand der Erfindung ohne Belang und werden daher nicht erläutert. Die homokinetische Gelenkkupplung 3 dient dazu, die Bewegung der einen Welle 1 oder 2 auch dann ohne Ungleichförmigkeiten in der Drehgeschwindigkeit auf die andere Welle 2 bzw. 1 zu übertragen, wenn die Wellen 1 und 2 eine Winkelneigung zueinander aufweisen.
• Bedingt durch Fertigungstoleranzen, Herstellungsungenauigkeiten und Verschleiß wird sich durch Abstände zwischen den Kugeln 4 und den Längsrillen 5 und 6, insbesondere durch Verschleiß an den in Fig. 2 mit 10 und 11 gekennzeichneten Stellen, sofern die Welle 1 die Welle 2 in Pfeilrichtung an treibt, ein Spiel zwischen den Wellen 1 und 2 einstellen. Zum Ausgleich dieses Spiels bewirkt die im folgenden beschriebene Vorrichtung, daß die Wellen 1 und 2 soweit entgegengesetzt gedreht werden, daß die mit 10 und 11 kenntlich gemachten Stellen stets fest an der Kugel 4 anliegen, und zwar unabhängig vom Verschleiß an den Stellen 10 und 11 und/oder an der Kugel 4 und von Ungleichförmigkeiten im Antrieb über die Wellefoder im Abtrieb seitens der Welle 2.
• Zu diesem Zweck ist sowohl an der Welle 1 als auch an der Welle 2, und zwar bei der Welle 2 an dem mit der Welle 2 starr über Schrauben 13 verbundenen Gehäuse 9 der Gelenkkupplung 3, je eine Konsole 14 bzw. 15 befestigt, die einen als Widerlager dienenden Bolzen 16 bzw. 17 aufweisen, an denen Hebel 18 und 19 angelenkt sind. Diese sind miteinander über einen Bolzen 20 verbunden, an dem ferner eine Lasche 21 angelenkt ist. An dieser 22 greift über einen Bolzen 23 eine Zugfeder/als Kraftquelle an, die über einen Bolzen 24 an der Welle 1 abgestützt ist. Die genannten Teile für den Spielausgleich sind jeweils doppelt vorgesehen, und zwar um 1800 versetzt.
• Die Anordnung der beiden Hebel 18 und 19 ist kniehebelartig, d.h. sie stehen achssenkrecht mit stumpfem Winkel zueinander, ohne indessen miteinander zu fluchten. Dadurch werden die beiden Stellen 10 und 11 mit einer Kraft zusammengepreßt, die ein Vielfaches der Kraft der Zugfeder 22 ist. An Stelle der Zugfeder 22 könnte auch eine Druckfeder verwendet werden, wobei sich die Hebel 18 und 19 nach rechts (Fig. 1) durchdrücken würden.
• Platzmäßig ist jedoch die Zugfeder 22 vorteilhaft er.
• Die doppelte Anordnung der Teile 14 bis 24 bezweckt, daß die Kraft, mit der die Stellen 10 und 11 gegen die Kugel 4 gepreßt werden auch dann während der gesamten Umdrehung der Wellen 1 und 2 konstant ist, wenn die Wellen 1 und 2 in einer Winkelneigung von weniger als 1800 zueinander stehen. Pro.Umdrehung der Wellen 1 und 2 wird sich die eine Feder 22 zwar einmal längen und also eine größere Kraft aufbringen; zum gleichen Zeitpunkt verkürzt sich aber die andere Feder 22 und vermindert dabei ihre Kraft.
• Fig. 3 zeigt die Lagerung des Hebels 18 mit Bolzen 16 nach den Fig. 1 und 2 im Detail, wobei Kugelstücke 25 und 26 erkennbar sind, die eine Neigung des Hebels 18 in einer Ebene längs zum Bolzen 16 gestatten, wie dies nach den Fig. 1 und 2 erforderlich ist. In entsprechender Weise sind die übrigen Hebellagerungen ausgeführt.
• Fig. 4 zeigt eine gegenüber der Lasche 21 abgewandelte Lasche 21a, in der -- wie im Schnitt gezeigt -die Hebel 18 und 19 angelenkt sind. Am freien Ende der Lasche 21a greift nicht - wie nach Fig. 1 und 2 - unmittelbar eine Feder an, sondern ein Verbindungshebel 27, in dessen Mitte ein Abstützhebel 28 und an dessen anderem Ende über eine Stange 31 eine Federplatte 32 angelenkt ist.
• Zwischen der beweglichen Federplatte 32 und einem Federwiderlager 30 ist eine Druckfeder 29 vorgesehen.
• Das Federwiderlager 30 und der Abstützhebel 28 sind über einen linken Lagerflansch 33 bzw. an der Welle 1 abgestützt. Bei gleichbleibender Bewegung der Hebel 18 und 19 kann nach Fig. 4 somit eine Druckfeder als Kraftquelle benutzt werden. Ferner ermöglicht die ggf. außermittige Abstützung des Verbindungshebels 27 eine weitere Vergrößerung der das Spiel verhindernden Anpreßkraft. Die Druckfeder 29 ist in einem Federgehäuse 34 geführt, das über den linken und einen rechten Lagerflansch 33 an der Welle 1 befestigt ist. Von der anderen Welle sind lediglich die Gelenkkupplung 3 zum Teil und die Konsole 15 dargestellt.

Claims (1)

1. Drehfeste Wellenverbindung Patentansprüche 1. Vorrichtung zum drehfesten Verbinden zweier Wellenenden (z.B. mittels Wellenkupplung, Eardangelenk, homokinetischer Gelenkkupplung), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wellen (1, 2) mit je einem Widerlager (Bolzen 16? 17) versehen sind, zwischen denen eine im wesentlichen in Umfangsrichtung der Wellen wirkende Xraft vorhanden ist, die aus einer Federkraft, einer hydraulischen Kraft od.dgl. resultiert ledern 22, 31) 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h eine etwa achssenkrechte Doppelhebelanordnung (Hebel 18, 19) nach Art eines Kniehebels zwischen den Widerlagern (Bolzen 16, 17), wobei die Kraft an der Verbindungsstelle der beiden Hebel angreift, z.B. in Form einer Zugfeder (22).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h eine etwa achssenkrechte Doppelhebelanordnung (Hebel 18, 19) nach Art eines Kniehebels zwischen den Widerlagern (Bolzen 16,17), wobei an der Verbindungsstelle der beiden Hebel ein dritter Hebel (Lasche 21a) angelenkt ist, dessen freies Ende mit einem vierten, im Bereich zwischen seinen äußeren Anlenkstellen an der betreffenden Welle (1) abgestützten Hebel (Verbindungshebel 27) verbunden ist, an dessen freiem Ende die Kraft angreift, z.B. in Form einer Druckfeder (31).

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere mit Zug- bzw. Druckfedern zur Erafterzeugung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß auf jeder Welle (1, 2) mehrere, auf dem Umfang der Welle gleichmäßig verteilte Widerlager, vorzugsweise zwei um 1800 versetzte Widerlager (Bolzen 16, 17) angeordnet sind.