DE3002055A1

DE3002055A1 - Kardangelenk

Info

Publication number: DE3002055A1
Application number: DE19803002055
Authority: DE
Inventors: Serafino Cozzi
Original assignee: Costamasnaga SpA
Current assignee: Costamasnaga SpA
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1980-01-21
Publication date: 1980-07-31
Also published as: IT7919490A0; FR2446957A1; BE881212A; IT1111776B; FR2446957B3; ES487919A1; GB2040397A

Description

Kardangelenk

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kardangelenk der Gattung, bei der das angetriebene und das treibende Teil durch ein Kugelgelenk miteinander gekoppelt sind, d.h. auf ein homokinetisches Gelenk.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist hauptsächlich die Verbesserung eines Kardangelenks der erwähnten Gattung, das imstande ist, große Momente bei sehr geringem Raumbedarf zu übertragen.

Eine weitere wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung eines Kardangelenks der vorgenannten Gattung in die Richtung, daß es bei sehr kleinem Raumbedarf auch zur übertragung großer Momente und bei großen Fluchtungsabweichungen bzw. Neigungen zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Einrichtung verwendbar ist.

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Diese und noch weitere sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ergebenden Aufgaben werden durch erzielte Verbesserunaen an Kardangelenken erreicht,

bei denen die An- und Abtriebsteile miteinander über ein 5

Kugelgelenk verbunden sind, wobei die Verbesserungen erfindungsgemäß darin liegen, daß diese Teile drehsicher über Zahnpaarungen verbunden sind, von denen jede eine Verzahnung mit Zähnen mit ebenen Flanken und eine Verzahnung mit balligen Zähnen und krummliniger, vorzugsweise kreisförmiger Achse aufweist.

Unter dem Ausdruck "balliger Zahn" ist hier ein Zahn zu verstehen, dessen Flanken durch nach außen konvexe

Flächen begrenzt v/erden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung weisen das angetriebene und das treibende TSiI jeweils einen äußeren Kranz von balligen Zähnen mit krummliniger Achse auf, die mit Verzahnungen einer Muffe mit innenlie-

genden ebenen Flanken im Eingriff stehen. Die Verzahnung der Muffe kann in Wirklichkeit eine einzige Verzahnung sein, die unterbrochen ist, um das Einsetzen'eines ringförmigen Abstandshalters zu ermöglichen, der zur Begrenzung der axialen Verschiebung der Muffe und zur Lagehaltung der Muffe auf der Winkelhalbierenden des zwischen den beiden Achsen gebildeten Winkels dient.

Bei Verwendung des verbesserten Kardangelenks mit verlängerbarer Zwischenwelle, ist gemäß einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das angetriebene Teil, das drehsicher mit der Zwischenwelle verbunden, jedoch in axialer Richtung zu derselben verschiebbar ist, elastisch so vorgespannt wird, daß die Kugelgelenkverbindung zwischen den angetriebenen und den treibenden Teilen aufrecht erhalten bleibt.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführuncrsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

^³ Figur 1 im Axialschnitt zwei Kardangelenke, die über eine verlängerbare Zwischenwelle miteinander verbunden sind und

Figur 2 eine Draufsicht auf einen balligen Zahn, der in die Ausnehmung der mit dem Zahn zusammenwirkenden Verzahnung eingreift.

Die Figur 1 zeigt ein Kardangelenk, das beispielsweise zur Drehmomentübertragung von einem Getriebe auf eine Walze eines Walzwerks verwendet werden kann, wobei diese Walze - wie allgemein bekannt - parallel verschoben werden kann.

In diesem Fall erfolat die Kraftübertragung ent-

sprechend dem durch den Pfeil A bezeichneten Verlauf von der Antriebswelle 1 eines - nicht dargestellten - Getriebes zur Eingangswelle des Walzwerks.

Auf der Welle 1 ist auf beliebige Art eine Nabe 3

aufgekeilt, die an ihrem freien Ende außen einen Zahnkranz 4 aufweist, der ballige Zähne 5 (siehe Figur 2) aufweist, die eine krummlinige, vorzugsv/eise kreisförmige Achse besitzen. Weiterhin ist diese Nabe 3 an diesem Ende an einem Ring 7 befestigt, der einen zylindrischen Ansatz 8 besitzt. Der Ring und dieser Ansatz begrenzen zusammen eine Ausnehmung bzw. einen Sitz mit einer kugelförmigen Kalotte 9, die ein ebenfalls kugelförmiges Lager 10 aufnimmt. In diesem Lager ist ein zylindrischer Ansatz 11 gelagert, der aus einer Abschlußwand einer Nabe 12 vorsteht. Diese Nabe weist

auf ihrer Innenseite eine Reihe von Axial-Nuten auf, die zueinander im Winkelabstand angeordnet sind und in die

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" ⁶ " 300205S entsprechende auf einer Zwischenwelle 13 ausgebildete Axial-Vorsprünge eingreifen.. Dadurch können sich die Wabe 12 und die V7elle 13 axial zueinander verschieben, obwohl sie drehsicher verbunden sind. 5

Das Lager 10 und die entsprechende Kalotte bilden ein Kugelgelenk. Um die Auskupplung dieses Gelenks zu verhindern, drückt ein Stößel 14 unter Krafteinwirkung einer Feder 15 elastisch gegen die Innenfläche der Abschlußwand der Nabe 12, wobei der Stößel in das Ende der Nabe 12 eingesetzt ist.

Die Nabe 12 v/eist ebenfalls außen einen Zahnkranz 16 auf, der aus balligen d.h. faßförmig ausgebildeten Zähnen (siehe Figur 2) besteht, die eine krummlinige, vorzugsweise kreisförmige Achse besitzen.

Mit den Verzahnungen 4 und 1G der beiden Naben 3, 12, die im Kardangelenk jeweils das antreibende und das angetriebene Teil darstellen, steht eine Verzahnung 17 der Innenwand einer Muffe 18 im Eingriff. Die Flanken 19 der Zähne dieser Verzahnung sind - wie in Figur 2 dargestellt eben. Die Verzahnung 17 ist durch eine Ringnut in zwei Abschnitte unterteilt, wobei in diese Ringnut ein elastischer Ring 20 einaesetzt ist, der zur Begrenzung der axialen Verschiebung der Muffe 18 und zur Lagehaltung derselben auf der Winkelhalbierenden des zwischen den beiden Achsen gebildeten Winkels dient.

Das andere Ende der Zwischenwelle 13 ist mit der Welle 2 über ein Kardangelenk F funktionsmäßig verbunden, das sich von dem oben beschriebenen dadurch unterscheidet, daß die Druckfeder 15 und der Stößel 14 fehlen, und daß der Ansatz 11 (im Gelenk F mit 11 M bezeichnet) auf der

Welle 13 ausgebildet ist. Aufgrund der identischen Wirkungsweise der beiden Gelenke sind gleiche oder entsprechende

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BAD ORIGINAL

Teile mit gleichen Bezucrszeichen versehen, wobei bei der Kupplung F jedoch der Buchstabe M angefügt wurde.

Die Nabe 3 erhält das Antriebsdrehmoment von der Welle ^ 1 und überträgt es über das Zahnpaar 4, 17 auf die Muffe 18. Die Ausbildung der balligen Verzahnung erlaubt eine Winkelabweichung zwischen der Achse 6 der Nabe 3 und der Achse der Muffe 18, um den Winkel CL . Diese Muffe 18 überträgt das Antriebsdrehmoment über das Zahnpaar 16, 17 auf die Nabe 12. Auch hier erlaubt die ballige Verzahnung eine Winkelabweichuno zwischen der Achse der Muffe 18 und der Achse B der Welle 13 der Größe (X, . Demgemäß hat die Winkelabweichung aus der Fluchtung zwischen den Achsen 6 und 13 den Wert 2CC . Erfolgt durch das Gelenk F eine Winkelabweichung aus der Achsenfluchtung mit dem gleichen Vorzeichen wie im oben beschriebenen Fall, so beträgt die Fluchtungsabweichung zwischen der Achse der Nabe 3M und der Achse 6 40i» . Ist dageaen die durch die Kupplung F erhaltene Achsenabweichung aus der Fluchtung entgegengesetzten Vor-

zeichens, so sind die Achsen der Naben 3 und 3 M zueinander parallel, jedoch um einen Betrag H=I* tan 200 aus der Achsenfluchtung versetzt, wobei 1 der Abstand zwischen den Zentren der beiden Kugelgelenke ist, wenn die Achsen der

Naben 3 und 3 M zusammenfallen.
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Mit der von der Erfindung vorgesehenen Lösung ist es deshalb möglich, die Kraftübertragung zwischen zwei, unter einem Winkel oder parallel zueinander, stark außer Fluchtung liegenden Achsen aufrecht zu erhalten.

Bei gleichem zu übertragendem Moment ergab sich bei den erfindungsgemäß verbesserten Kardangelenken eine weitaus gedrängtere Form als bei herkömmlichen Kupplungen, was eine leichtere Lösung des Problems der Kraftübertragung auch in den Fällen erlaubt, bei denen der Bauraum verhältnismäßig beschränkt ist.

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Leerseite

Claims

TlEDTKE - BüHLING " KlNNE

Grupe - Pellmann

3 002 05 S DiPL-In₉-R. Kinne

Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.: 0 89-53 96 53

Telex: 5-24 845 tipat

cable: Germaniapatent München

21. Januar 1980 DE 0173/ case GL/av G 63855

Patentansprüche

(1./Kardangelenk, bei dem die angetriebenen und die treibenden Teile miteinander über ein Kugelgelenk verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Teile miteinander drehsicher über Zahnpaarungen (4, 17 bzw. 16, 17) verbunden sind, von denen jede eine Verzahnung mit Zähnen mit ebenen Zahnflanken und eine Verzahnung mit balligen Zähnen aufweist, die eine krummlinige, vorzugsweise kreisförmige Achse besitzen.
2. Kardangelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende (3) und das angetriebene Teil (12) jeweils einen äußeren Zahnkranz (4 bzw. 16) mit balligen bzw. gewölbten Zähnen mit krummliniger Achse aufweisen, die mit Verzahnungen (17) mit ebenen Zahnflanken auf der Innenseite einer Muffe (18) im Eingriff stehen.
3. Kardangelenk nach einem oder mehreren der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen der Muffe (18) Teile einer einzigen Verzahnung

(17) bilden, die unterbrochen ist, um das Einsetzen eines ringförmigen Abstandshalters (20) in diese Lücke zu erlauben, wobei der Abstandshalter (20) als Begrenzungsmittel für den

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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

Winkelausschlaq des Zahnkranzes mit gewölbter Verzahnung fungiert.
4. Kardangelenk nach einem oder mehreren der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Teil {12) drehsicher mit einer Welle (13) verbunden, gegenüber dieser jedoch axial verschiebbar ist und elastisch in der Weise vorgespannt wird, daß die Kuqelqelenkverbindunq mit dem treibenden Teil (3) aufrechterhalten bleibt.

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