DE3133523A1

DE3133523A1 - Kardankupplung

Info

Publication number: DE3133523A1
Application number: DE19813133523
Authority: DE
Inventors: Ivan Dipl.-Ing. 8000 München Sotirov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-25
Filing date: 1981-08-25
Publication date: 1983-04-21
Also published as: DE3133523C2; AU1844183A

Description

K A R D A N K V P P L U N G
Die Erfindung betrifft eine Kardankupplung zum Übertragen gleichlaufender Dreh- bzw. Taumelbewegung zwischen zwei Teilen meistens Wellen genannt, deren Wellenachsen sich unter veränderlichem Winkel schneiden, mit allem Gelenk- und Wellenachsen sich in eine sphärische Zentrum schneidend und damit alle Teile sich auf Kugelflächen bewegend, wobei eine Symmetrieebene, die den Winkel zwischen die Wellenachsen halbiert und eine Symmetrieachse, die senkrecht zur Symmetrieebene liegt, aufweist Bei derartigeKardankupplungenx sind entweder Zahnräder, Kugelübertragungen oder Stifte angewendet, die Linienberührung aufweisen und damit keine große Drehmoment übertragen können.
Doppelkrsuzgelenke besitzen drei Wellen, die in eine Ebene liegen müssen. Es gibt Kardankupplungen mit Einrichtungen zum Steuern bestimmte Teile innerhalb der Symmetrieebene, um.den Gleichlauf zu sichern. Diese Einrichtungen sind Federn oder Teile, die an bestimmten Stellen hin@ und hergehende Reibung aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kardankupplung aus einer Sphäre zu konstruieren. Das bedeutet, daß alle Gelenkachsen, sich im sphärische Zentrum schneiden und alle Gelenke nur aus Radiallagern bestehen, womit sie große Drehmomente übertragen können.
Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß mindestens zwei Differentialführungen, von denen je eine enthält: a. Mittelgelenk zum Verbinden mit dem Mittelgelenk der anderes Differentialführung, und alle Mittelgelenke haben die Symmetrieachse als gemeinsame Achse, b. zwei Endgelenke, die sich symmetrisch zum Mittelgelenk auf eine Teilkreisbahn nähern oder von ihm entfernen können, zum Ver binden mit je 1 einem Wellenende unten 1 dem gleichen Winkelabstand zur Symmetrieachse, und beide Differentialführungen sich zueinander auf der . Symmetrieachse kreuzen.
Bei eine weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Kardankupplung ein radiales Dopelkreuzgelenk mit einer Difrferentialführung, wclch über die Endgelenke zweier diametral gegenüberliegende Wellenenden verbindet und über Mittelgelenk mit dem Verbindungsgelenk zwischen beiden . Kreuzgelenkeh drehbar verbunden ist, wobei die Endgelenkachsen gleicher Winkelneigung zur Symmetrieebene bzw. Symmetrieachse aufweisen.
Die erzlelteny orteile sind: einfache adial @ager, die schr tragfähig sind, die ganze Kupplung ist eine Sphäre.
Einige Ausführungsbeispiele sind in dem\n Zeichnungen dergestell Es zeigen Fig. i bis 13 Differentialführungen, Fig. 14, 15 Kardankupplung bestehend aus zwei Differentialfüh rungen, Fig. 16, wie vor, jedoch mit : Doppelkreuzgelenkteilen, Fig. 17 bis 20 Doppelkreuzgelenk mit t Differentialführungen, Fig. 21, 22 Ralbdoppelkreuzgelenk mit Differentialführung, Fig. 23 bis 27 Vierteldoppelkreuzgelenke mit Differentialführung Fig. 28 bis 30 Dreifache , Vierteldoppelkreuzgelenke, Fig. 31 bis 33 Differentialführunge: Fig. 1 stellt eine Differentialführung dar, bestehend aus zwei Z-Form Gelenkkombinationen, die gelenkig miteinander verbunden sind und sich auf einer Kugeloberfläche bewegen, da alle Gelenkachsen sich in dem sphärischen Zentrum schneiden, Die Teile sind: Endteile 1,1',2,2' die gleich lang sind, Mittelteile 3,3', Fig, 2 zeigt dasselbe in Seitenansicht.
Fig.. 3 und 4 zeigen ein Differentialführung in Z-Form.
Fig. 5 zeigt wieder ein Form ähnlich wie in Fig. 1, jedoch, wenn die Wellenachsen in eine/ Gerade zusammenfallen, dann liegen die Mittelteile 3, 3' übereinander, was mehr stabilität bedeutet, da die kleinste Bewegung in Richtung der Teilkreisbahn 15' eine Drehung der Mittelteile 3,3' hervorruft und damit die Differentialfunktion, das Mittelgelenk immer in der Mitte zwischen die Bndgelenke zu halten; präziser ausührt. Fig. 1 bis 4 ist die Ausführung in zwei Kugelschichten durchgeführt, während in Fig. 6, 5 der viersohichtige Bau dargsstellt ist.
Fig. 7,8 stellt das gleiche Modell wie in fig. 5,6,. der jedoch der Mittelteil ist in Form von Scheiben dargestellt, um keine zusammenstöße herzustellen, wenn die Bewegung bei überaltsten Gelenklagern erfolgt.
Fig. 9 bis 12 stellt eine andere Art von Differentialführung dar, bestehend aus zwei Halbkreisteilen 7,8 miteinander gelenkig verbunden, die mit zwei Teilen 11, 12 in V-Form, einerseits miteinander und mit einer Gabel 10 an die V-Spitze.verbunden sind und andererseits an die beide Halbkreisteile 7,8 gelenkig verbunden sind.
Ein Kreuzgelenk 9 ist einerseits mit beiden Halbkreisteilen 7,8 in die gleichen GTelenken, sie miteinander verbunden sind, ebenso gelenkig verbunden und andererseits mit der Spitze der V-Form Teile 11, 12 über die Gabel 10 verbunden. Die Endgelenke B,B sind an die Halbkreisteile angebracht. Wenn die Endgelenke 6,6 sich nähern oder entfernen, und das kan nur über die Teilkreisbahn 15' geschehen, bleibt der dritte Arm der Kreuzgelenk 9 mit den Mittelgelenk 4 immer in der Mitte, da die V-Form Kombination sich : mit der Spitze nur in einer Teilkreisbahn senkrecht zur Teilkreisbahn 15' bewegen kann, und damit die Gabel 10 und das Kreuzgelenk 9 in der Mitte steuern.
Fig. 13 stellt eine Zahnradübertragung dar. Die Teilzahnräder 13,13' haben die Endgelenke 6,8 zum Verbinden mit den wellenenden.
Ein Ritzel 14 , der den Mittelteil der Differentialführung darstellt, rollt zwischen die beiden Teilzahnräder und bleibt immer in der Mitte. Die Teilzahnräder 13, 13' durch Führungsringe 51, 52, bleiben zueinander @arallal.
Fig.- 14 ist einKardankupplung, bestehend aus zwei Differentialführungen 15. 15, Verbunden gelenkig miteinander an ihr Mittelgelenk über eine Verbindnungsteil 18. Die Teilkreisbahnen. 15, 16' beider Differentialführungen 15, 15 sind senkrecht zueinander angeordnet. Sie kremzen sich an $»! Teil 18. Jedeg Differentialführungendgelenk verbindet sich mit einer Gabels0pitze der Wellenenden 16, 16; 17, 17' Jede Differentialführung verbindet zwei diagonalgegenüber liegende Wellenenden, Fig. 15 ist Seitenansicht von Fig. 14. Fig. 16 unterscheidet sich von Fig. 14,15 durch zusätzliche Verbindung zwischen zwei Wellenenden, die diagonal gegenüberliegen; durch ein Halbdoppelkreuzgelenk 19,20. Der Teil 18 in diesem Fall ein Krewzgelenk.
fig. 17 ist ein radiales Doppelkreuzgelenk. Zwei Halbkreiswellenenden 16, 16 sind diagonal gegenüberliegend und senkrecht zu den-Wellangabeln 23, 24 angebracht und sind mit einer differentialführung verbunden. Der Mittelteil der Differentialführung ist verbunden mit den Gelenkverbindungen zwischen beideh Kreuzgelenken. Eine ##### zweite Differentialführung ist zwischen zwei Spitzen der Gabeln 23,24 angebracht, und ist nur in Z-Form hergestellt.
Diese Form ist stabil wenn die Querverbindung festgelegt ist, in dieseR Fall durch die erste Differentialführung, Fig. 18 ist Wiederholung der Fig. 17, jedoch die beiden Differentialführungen sind frei zu wählen und deshalb sind@@ nur durch ihng Teilkreisbahn dargestellt Fig.. 19 und 20 stellen ein Doppelkreuzgelenk mit einer Differentialführung dar denen Endgelenke an beiden Wellengabeln angebracht sind und unter gleiche Winkel zur Symmetrieebene bzw. Symmetrieachse liegen.
Fig. 21 stellt eine Karadankupp0lun das bestehend aus einem Balbdoppelkreuzgelenk 25', 26', und einer differentialführung, gelenkig verbunden mit dem Doppelkreuzg enk 25; 25' innerhalb der Symmetrieebene. Die Differentialendgelenke 6, 6 sind verbunden mit den Wellenenden innerhalb der Wellenachsenebene, wenn die Wellenachsen in eine Gerade zusammenfallen. Genauso ist das Dippelloreuzgelenk diametral gegenüber die diffenentialführung mit den Wellenenden verbunden. Die Gabelenden schließen Winkeln zwischen ihre Gelenkachsen kleiner als 180 Grad. Zwischen der Verbindung der beiden Doppelkreuzgelenk-Halbkreisteile ist ein drittes Balbkreisteil 29 gelenkig verbunden. der sine. Sabel aufweist zur gelenkigen Verbindung mit dem Mittelteil der Differentialführung 15, um die Symmetrieachse.
Fig..22 ist ähnlich wie Fig. 21, jedoch die Verbindung zwischen Differentialführung und Doppelkreuzgelenk erfolgt Ober einen Ring, der nur schematisch angegeben ist und kann z. B. einen Ring mit Rille darstellen in der sieh Gelenknasen bewegen können.
Fig. 23 bis 27 ist ein dreifaches Vierteldoppelkreuzgelenk. Eineg der Doppelkreuzgelenke ist ## nicht an die Wellenenden gebunden, sondern an ein anderes Doppelkreuzgelenk. Damit bilder sich ein Parallelogramm auf der Kugelfläche, die zwei stabile Punkte aufweist.. Zusammen mit dem Zweiten Doppelkreuzgelenk, ergibt sich eine Dreipunktverbindung, die eine Ebene definieren. kann. Diese Ebene ist die Symmetrieebene. Die Verbin@ung zwischen @@@ V-Form Spitzen der drei Doppelkreuzgelenke erfolgt entweder- über Gabelverbindung 37, 38, 39, oder über einem Rillenring wie fig. 27 schematisch darstellt. Die Konstruktion der Fig. 23 bis 27 kann Viertelauch als ein ° @doppelkreuzgelenk 31, 32 und sine Differentialführung, die halb ist, bestehend aus der Teile 33, 34, 35, 36 Fig. 28 ist ein dreifaches vierteldoppelkreuzgelenk. Dasselbe ist Fig. 29. Die Verbindung zwischen den V-Form Spitzen erfolgt in Fig. 28 über die Gabeln 37,38,39, während in Fig. 29 über einen Rillenring, der schematisch dargestellt ist. In Fig.28 und 29 sind die Kreuzgelenke tagential gesehen in eine Drehsinn angeord net. In Fig. 30 ist ebenso ein dreifaches Vierteldoppelkreuzgelenk dargestellt. jedoch nicht im gleichen Vrehsinn, wenn tangential betrachtet.
Fig. 31 und 32 stellen Differentialführungen dar, mit jeweils zwei Z-Form Teilen 1,2,3 und 1',2',3', jedoch ungleich. Die eine Z-Form ist kleiner als die andere. Das erlaubt Vergrößerung der allgeine/ Dimension der Differentialführung in Richtung der Mittelachse, der Umfang mit den Endgelenken bleibt jedoch unverändert, wie bei einer Z-Form Kombination. Das erlaubt Vergrößerung der Kardankupplung nur in axialer Richtung, wie z. B. Fig. 14, 15, 16, 17,18,19 und 20.
Durchmesser bleibt unverändert. Die Mittelteile 3,3' in Fig. 31,32 können als Scheiben wie z. B. Fig. 7 und 8 zeigen, gebaut werden.
Fig. 33 ist eine weitere Variante von Differentialführung.
Es ist ähnlich wie in Fig.9 bis 12, jedoch an Stelle von V-Form Teile 11, 12 von Fig. 11,12, ist eine Z-Form zwischen beide Halbkreisteilen 7, 8 angebracht. Der Mittelpunkt der Z-Form ist direkt an dem Mittelteil 9 gelenkig angebracht undedarf kein Gabel 10 wie in Fig. 11.
Leerseite

Claims

P A T E N T A N s P R Ü C H E 1. Kardankupplung zum Obertragen gleichlaufender Dreh- bzw. Taumel bewegung zwischen zwei Teilen, meistens Wellen genannt, deren Wellenachsen sich unter veränderlicher Winkel schneiden, mit allenGelenk- und Wellenachsen sich in einem sphärische Zentrum schneidend und damit alle Teile sich auf Kugelflächen bewegend, wobei eine Symmetrieebene, die den Winkel zwischen die Wellen achsen halbiert und eine Symmetrieachse, die senkrecht zur Symmetrieebene liegt, aufweist, dadurch gekennzeichnet,. daß mindestens zwei Differentialführungen, von denen je eine enthält: a. Mittelgelenk zum Verbinden mit dem Mittelgelenk der anderen Differentialführung, und alle Mittelgelenke haben die Symmetrieachse als gemeinsamer Achse, b. zwei Endgelenke, die sich symmetrisch zum Mittelgelenk auf. eine Teilkreisbahn nähern oder von ihm entfernen können, zum Verbinden mit je einem Wellenende unten dem gleichen Winkelabstand zur Symetrieachse, und beide Differentialführungen sich zueinander auf der Symmetrie achse kreuzen.
2. Kardankupplung, dadurch gekennzeichnet, daß anthält: eine Differentialführung und ein Radial-Halbdoppelkreuzgelenk, die wie folgt kombiniert sind: a. Die Differentialführung ist mit zwei Wellenenden verbunden, wobei die Teilkreisbahn.der Differentialführung senkrecht zur Symmetrieebene liegt, b. das Radial-Halbdoppelkrauzgelenk basteht aus drei Haqlbkreisteilen, die über zwei Gelenke in der Symmetrieebene miteinander verbunden sind, zwei der Halbkreisteile sind gelenkig an Wellenenden verbunden, a dritte Halbkreisteil liegt in der Symmetrieebene und ist gelenkig mit dem Mittelteil der Differentialführung über eine Gabe verbunden.
3. Kardankupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nus Difrferentialmittelgelenk, Differentialhalbkreis-Verbindungsgelenke und die Verbindungsgelenk der Halbkreise des Halbdoppelkreuzgelenkes in einer Rille eines Ringes in der Symmetrieebene geführt worden .
4. Kardankupplung nach Ansprüche. 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialdoppelkreuzgelenk und die Differentialführung aus Vierteucreisleilell bestehen.
so Kardankupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende Gabelenden von je ainem Wellenende miteinander über zwei Gelenke, deren Achsen senkrecht zur Symmetrieachse liegen, verbunden sind.
6. Kardankupplung nach Ansprüche 1 und 5, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindung zwischen den beiden Differentialführungen und zwischen beiden Gabeln zu@@@ Wellenenden, ein Kreuzgelenk darstellen.
7. Kardankupplung, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält: drei Viertelkreis-Doppelkreuzgelenke, von denen jedes @@@ V-Fonm aufweist und deren V-Spitzen durch Gabeln miteinander um die Symmetrieachse gelagert sind, wobei die Dreiarmgabeln jedes Wellenendes mit ihren Spitzengelanken, zum Verbinden mit den Kreuzgelenken einen Winkel kleiner als 180 Grad aufweisen bzw. die Gabelgelenkachsen liegen nicht in die Symmetrieebene, wenn die Wellenachsen in eine Gerade zusammenfallen0 8.
Kardankupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die V-Form Spitzen innerhalb eines Ringrillesgeführt werden.
so Kardankupplung nach Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelkreuszgelenke, bestehen aus Viertelkreisteilew, tangential in der symmetrieebene liegen und nach gleichem Breh sinn zeigen.
10. Kardankupplung nach Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelkreuzgelenke, bestehend aus Viertelkreisteilen, tangential in der symmetrieebene liegen und in die entgegengesstz@e Drehrichtung zueinander zeigen
11. Kardankupplung bestehend aus rad Doppelloreuzgelenk, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differentialführung über die Endgelenke zwei diametral gegenüberliegende Wellenenden verbindet und über zn Mittelgelenk mit dem Verbindungsgelenk zwischen beiden Kreuzgelenken drehbar verbunden ist, wobei die Endgelenkachsen der Differentialführung, die gleiche Winkelneigung zur Symmetriesbene bzw. Symmetrieachse aufweisen.
12. Kardankupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweit Differentialführung um das gleiche Mittelgelenk angebracht ist und senkrecht zur ersten Differentialführung liegt, verbindet zwei Wellenenden, die jeweils senkrecht zu die ersten Wellengabeln liegen.
13. Kardankupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Differentialführung aus einer Z-Form Kombination besteht.
Kardankupplung, nach Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differentialführung aus einer z-förmigen Komblnation besteht, ein mit eine @ittelgelenk und zwm Verbinden mit den Wellenerden ein Endgelenk an c- Spitzen zum Verbinden mit bzw. Endpunkten, die sich nähern und entfernen, wobei das Mittelgelenk und beide/ Endgelenke an einer Teilkreisbahn liegen.
15. Kardankupplung nach Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialführung aus zwei Z-Form-Teile Kombinatin 0 besteht, die miteinander gelenkig verbunden sind, und eine Nürnberger Schere darstellen, die auf Kugeloberfläche sich bewegt, da allc Gelenkachsen sich in einem Punkt, dem sphärischen Zentrum, schneiden.
16. Kardankupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Z-=-Form Teile Kombinationen unterschiedlich groß sind: die kleinere Z-Form ist an beide Spitzengelenke innerhalb der Endteile, aber nicht bis zu den Endgelenken der größeren Z-Form angebracht.
17. Kardankupplung nach Ansprüchen 15, 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile größer als die Mittelteile sind.
18. Kardankupplung nach Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelteile als Scheiben ausgebildet sind.
29, Kardankupplung onach Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß alle Teile auf zwei Kugelschichten angeordnet sind.
20. Kardankupplung nach Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile@ auf vier Kugelschichten angebracht sind
21. Kardankupplung nach Ansprüche 1,2,4,5,6,10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialführung aus zwei Halbkreisen und einem Kreuzgelenkl mit drei Armen @estebt, wobei die Halbkreise und zwei Arme des Kreuzgelenkes miteinander gelenkig verbunden sind, und eine Z-Form Kombination, deren Enden mit den Halbkreisen gelenkig verbunden ist und deren Mitte mit dem dritten Arm des Kreuzgelenkes gelenkig verbunden ist..
22. Kardangelenk nach Ansprüche 1,2,4,5,6,10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialführung aus zwei Balbkreisen und die Differentialführung aus zwei Halbkreisen und ein Kreuzgelenk mit vier Armen besteht, wobei die Halbkreise und zwei Arme des Krouzgelenkes miteinander gelenkig verbunden sind, und eine V-Form Kombination, deren Enden mit den Halbkreise" gelenkig verbunden sind und deren V-Spitze über ein Gabel mit dem Rest beideArme des Krenzgelenkes gelenkig verbunden sind.
23. Kardankupplung, nach Ansprüche 1,2,4,5,6,10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialführung aus zwei Teilzahnrädanm die Endgelenke zum Verbinden mit den Wellenenden aufweisen, und eLrt Ritzel, der den Mittelteil darstellt, WOßEl die Teilzahnräder durch Führungsringe zueinander parallel gehalten werden.