DE3135132A1

DE3135132A1 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3135132A1
Application number: DE19813135132
Authority: DE
Inventors: Robert R. 01749 Hudson Mass. Peterson
Original assignee: Barry Wright Corp
Current assignee: Hutchinson Aerospace and Industry Inc
Priority date: 1980-09-08
Filing date: 1981-09-04
Publication date: 1982-04-08
Also published as: IT8149105A0; IT1143407B; GB2083169B; FR2489907B1; FR2489907A1; JPS5779329A; CA1168461A; US4368050A; JPS61184130U; GB2083169A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein flexible, mechanische Antriebs-Kupplungsvorrichtungen und insbesondere eine verbesserte Kupplung mit konstanter Geschwindigkeit.

Viele mechanische Antriebs-Kupplungsvorricbtungen wurden zum Übertragen der Drehbewegung mit einem konstanten Geschwindigkeitsverhältnis zwischen zwei Wellen ausgebildet, während sie es den Wellen gestatten, die Relativlagen zu ändern, Vorrichtungen> die in der Lage sind, diese Aufgabe zu erfüllen, werden allgemein Gelenke oder Kupplungen mit konstanter Geschwindigkeit

3Q oder homokinetische Gelenke oder Kupplungen genannt. Für eine Analyse homokinetischer Kupplungen sei verwiesen auf Gilmartin, M.J., et al; "Displacement of Analysis of Spatial 7E Mechanismus Suitable for Constant Velocity Transmission Between Parallel Shafts", Transactions of the ASME, Journal of Mechanical Design, Band 1o1, Oktober 1979, Seiten 6o4- bis 613- In den letzten Jahren ist ein erhöhter Bedarf an solchen Kupplungen aufgetreten, und zwar infolge der weit-

verbreiteten Anwendung derartiger Kupplungen. Sie sind beispielsweise bei verschiedenartigen Typen von Industriemaschinen sowie auch bei motorgetriebenen Fahrzeugen verwendet, welche Kraftfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge wie Hubschrauber, usw. umfassen. In noch jüngerer Zeit S

ist ein großes Interesse an derartigen Kupplungen für den Vorderradantrieb bei Kraftfahrzeugen aufgetreten, so daß das Drehmoment vom Motor an die Vorderräder mit einer konstanten Geschwindigkeit übertragen werden kann.

Ein spezieller Kupplungstyp, der ein hohes Maß an Aufmerksamkeit empfangen hat, ist jener Typ, der Kugeln verwendet, um eine Antriebswelle betrieblich mit einer angetriebenen Welle zu koppeln. Derartige Kupplungen sind geoffenbart in

1. Miller, Fred F., "Constant Velocity Universal Ball Joints - Their Application in Wheel Drives", Society of Automotive Engineers? Technical Paper Series, Nummer 650010, 1965, Seiten 63 bis 75, und

2„ GirguiSy S.L., et al, "Constant Velocity Joints and Their Applications", Society of Automotive Engineers, Technical Paper Series, Nummer 780098, 1978, Seiten 1 bis 17.

„_ Allgemein sind die Kugelgelenke in zwei Typen aufgeteilt, und zwar die festen Kugelgelenke, welche insbesondere Winkelfehlausrichtungen zwischen antreibender und angetriebener Welle aufnehmen, und die Tauchkugelgelenke, welche typischerweise axiale Fehlausrichtung aufnehmen und

g₀ oftmals auch eine gewisse Winkel-Fehlausrichtung der Wellen aufnehmen. Die festen Kugelgelenke legen oftmals die Enden der Wellen derart fest, daß keine von ihnen axial beweglich ist. Die Tauchkugelgelenke sind andererseits typischerweise derart ausgebildet, daß sie die relative Endbewe-L..

gung mindestens einer Welle längs ihrer Achse aufnehmen. Beide Typen können verwendet werden, um eine antreibende Antriebswelle an "eine Last, anzukuppeln. Beispielsweise wird bei Einzelradaufhängungen, mit Vorder- oder Hinterradantrieb der Motor mit

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dem angetriebenen Rad durch eine Zwischenwelle gekoppelt. Ein festes Gelenk ist typischerweise am außenliegenden Ende der Zwischenwelle näher dem angetriebenen Rad vorgesehen, um größere Winkel-Fehlausrichtungen auszugleichen, während ein Tauchgelenk typischerweise am innenliegenden Ende näher am Motor vorgesehen ist, wo kleinere Winkel-Fehlausrichtungen auftreten, während es das Gelenk ermöglicht, daß die Länge der Zwischenwelle zwischen den Gelenken infolge teleskopartiger Belastungen varieren kann, die auf die Kupplung aufgebracht werden.

Die Kugelgelenke aus dem Stand der Technik, die bei Aufhängungen mit Vorder- oder Hinterradantrieb verwendet wurden, sind typischerweise derart ausgelegt, daß die antreibende und angetriebene Welle sich jeweils um Achsen drehen, die einander schneiden, und daß die Kugeln, welche die antreibende und angetriebene Welle miteinander koppeln, einen Radialabstand zum Achsenschnittpunkt aufweisen und in ütnfangsrichtung um den Schnittpunkt den Achsen verteilt sind. Die Kugeln sind in sphärisch gekrümmten Nuten derart beweglich, daß die antreibende und angetriebene Wellen zueinander eine Schwenkbebewegung um den gemeinsamen Schnittpunkt der /Achsen durchführen können.

Um die' konstante Geschwindigkeit zwischen antreibender und angetriebener Welle aufrechtzuerhalten, müssen die Kugelnuten derart ausgebildet sein, daß die Mitten aller Antriebskugeln in einer gemeinsamen Ebene liegen (manchmal als "homokinetische" Ebene bezeichnet), welche sich durch den gemeinsamen Schnittpunkt der Drehachsen erstreckt und stets eine Winkelhalbierende bildet.

Der Typ der Kugelnutkonstruktion ist ein wesentliches Merkmal vieler Kugelgelenke aus dem Stand der Technik. Für einen bestimmten Bereich winkeliger Fehlausrichtungen zwischen antreibender und angetriebener Welle kann die "" Krümmungsmitte der Nuten selbst derart ausgebildet sein, daß die Kugeln in der homokinetischen Ebene gehalten werden. Alternativ sind auch Kugelkäfige für solche Zwecke verwendet. Die Querschnittsform der Nuten kann ebenfalls

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wesentlich sein. Beispielsweise ist das sogenannte "Birfield"-Gelenk, welches in vielen europäischen Kraftfahrzeugen verwendet wird, idnetisch mit dem "Rzeppa-Gelenk mit der Ausnahme, daß die Querschnittkontur einer jeden Nut elliptisch ist, statt kreisförmig zu sein. Es wird der Anspruch erhoben, daß jede Konstruktion ihre unterschiedlichen Vorzüge aufweist.

Der Typ der Kugelnut bestimmt, ob die Kupplung ein festes Gelenk oder ein Tauchgelenk ist. Die Endbewegung im letztgenannten kann mit mehreren, unterschiedlichen Gelenkkonstruktionen bewirkt werden, in Abhängigkeit sowohl von der gewünschten Winkelbewegung als auch der gewünschten Tauchbewegung bzw. Axialbewegung. Für lange Bewegungen von etwa 5 bis 7,6 cm sind beispielsweise oft Kugelleisten bzw.-Nuten in den Kupplungen aus dem Stand der Technik ausgebildet, um den beschriebenen Bereich für die Tauchbewegung zu liefern. Für kürzere Endbewegungen sind Tauchgelenkkonstruktionen aus dem Stand der Technik verfügbar, welche eine beträchtliche Endbewegung unter Verwendung der selben Kugeln aufnehmen, die zum Übertragen des Winkeldrehmoments durch das Gelenk verwendet werden,. Die Tauchgelenke sind auch in der Lage, eine gewisse winklige Fehlausrichtung auszugleichen. Die Bereiche des Maximalwinkeis der winkeligen Fehlausrichtung, kombiniert mit dem Gesamtschlupf, sind variabel in Abhängigkeit von der Gelenkgröße wie auch von anderen Faktoren. So große Winkel wie 18°, kombiniert mit 38,1 mm gesamter axialer Bewegungsstrecke, können in den größeren Kraftfahrzeuggelenken aufgenommen werden. Wegen der Konstruktion vieler der Kugelgelenke erfordern sie verhältnismäßig enge Herstellungstoleranzen und dementsprechend sind die Herstellungskosten dieser Gelenke verhältnismäßig hoch. Ferner erzeugt die Berührung von Metall auf Metall zwisehen den verschiedenen, sich bewegenden Teilen Reibung und Wärme und somit Energieverluste und überträgt Lärm und Schwingung. Oft tritt ein Totgang in Abhängigkeit

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von niedrigen Rückwärtsdrehmomenten auf.

Die Dauerhaftigkeit von den Kugelgelenken aus dem Stand der Technik ist in hohem Umfang abhängig von der Gelenkgröße einer zuverlässigen Metallurgie, Kontrollen über enge Herstellungstoleranzen, korrektem Schmiermittel und einer unbeschädigten Manschettendichtung, welche die geeignete Schmierung im Gelenk aufrechterhält.

10' Die geeignete Schmierung ist für den Betrieb einer der beschriebenen Kupplungen aus dem Stand der Technik kritisch. Bei Kupplungsanwendungen wie etwa bei Vorderradaufhängungen, wo eine nur geringe Winkel-Fehlausrichtung während normalen Betriebsbedingungen vorgesehen wird, wird das Gelenk nicht notwendigerweise unmittelbar nach Versagen der Dichtungsmanschette ebenfalls versagen, solang diese verhältnismäßig rasch erneuert wird. Allerdings kann das Schmiermittel ohne weiteres abtrocknen und/oder verschmutzt werden, was zu einem vorzeitigen Ausfall des Gelenkes führt.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme bei den Kupplungen aus dem Stand der Technik wesentlich auszuräumen oder zu verringern.

Andere, speziellere Ziele der vorliegenden Erfindung sind es, ein verbessertes Gelenk vorzusehen, welches alle Schmierungserfordernisse erübrigt, im wesentlichen alle Reibung und Wärmeerzeugung zwischen den verschiedenen Lagerflächen aufhebt, in hohem Umfang Leistungsverluste verringert, im wesentlichen das Erzeugen oder übertragen von Lärm und Schwingung aufhebt, die Erfordernisse an Herstellungstoleranzen mildert _r in der Herstellung billiger ist und im wesentlichen den Totgang bei niedrigen Rückwärtsdrehmomenten oder Drehmomentumkehr ausräumt.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte, flexible Kupplungsvorrichtung zu finden, \im ein drehbares Antriebsteil mit einem drehbaren, ang'etriebe-

nen Teil zu verbinden, wobei der Bereich Unter- und Über kritischer Drehzahlen unter bzw. über einer Schleuderbzw. Wirbel-Drehzahl (der Drehzahl bei resonanter Frequenz der Anordnung oder einer harmonischen Drehzahl hiervon) vorbestimmt und hierbei je nach den speziellen Erfordernissen der Verwendung eingestellt werden kann.

Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch eine verbesserte Kupplungsvorrichtung erreicht, welehe ein Antriebsteil umfaßt, das um eine erste Achse drehbar ist, sowie ein angetriebenes Teil, das um eine zweite Achse drehbar ist. Eine erste Einrichtung dreht sich mit dem Antriebsteil um die erste Achse und umfaßt eine erste Anzahl von Nuten, die einen Radialabstand gegenüber der ersten Achse aufweisen und in ümfangsrichtung um diese verteilt sind. Eine zweite Einrichtung dreht sich mit dem angetriebenen Teil um die zweite Achse und umfaßt eine zweite, gleiche Anzahl von Nuten, welche jeweils radial gegenüber einer entsprechenden der Nuten der ersten Anzahl einander wechselweise gegenüberliegend angeordnet ist. Eine gleiche Anzahl von Kugeln ist jeweils in einer entsprechenden Nut der ersten Anzahl von Nuten sowie der gegenüberliegenden Nut der zweiten Anzahl von Nuten angeordnet. Eine erste, laminierte Lagereinrichtung _r welche alternierende Schichten aus federnden und nicht ausdehnbaren Materialien umfaßt, ist zwischen dem Antriebsteil· und der ersten Einrichtung angeordnet. Die erste, laminierte Lagereinrichtung nimmt auf Druck Drehmoment auf, das vom Antriebsteil auf das angetriebene Teil übertragen wird, und nimmt auf Scherung eine Scherbewegung zwischen dem Antriebsteil und der ersten Einrichtung auf. Eine zweite, laminierte Lagereinrichtung, welche alternierende Schichten aus federndem und nicht ausdehbarem Material umfaßt, ist zwischen dem angetriebenen Teil und der zweiten Einrichtung angeordnet. Die zweite .laminierte Lagereinrichtung nimmt auf Druck Drehmomentlasten auf, welche vom Antriebsteil auf das angetriebene Teil übertragen werden, und nimmt auf Scherung die Scherbewegung zwischen

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dem angetriebenen Teil und der zweiten Einrichtung auf.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des festen Gelenks der Kupplungsvorrichtung sind die erste und zweite, laminierte Lagereinrichtung derart ausgebildet, daß sie in Abhängigkeit auf die relative Winkel-Fehlausrichtung zwischen dem antreibenden und angetriebenen Teil von ihren jeweiligen Drehachsen her auf Scherung belastet werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Eintauchkupplung der Kupplungsvorrichtung ist die erste und zweite, laminierte

XO Lagereinrichtung derart ausgebildet, daß sie in Abhängigkeit von der relativen axialen Fehlausrichtung oder Pumpbzw. Tauchbewegung zwischen dem antreibenden und angetriebenen Teil, von deren normalen Betriebsstellungen ausgehend, und/oder auf verhältnismäßig geringe Winkelbewegung bezüglieh deren jeweiliger Winkellage auf Scherung belastet wird, Sowohl das feste Gelenk als auch das Eintauchgelenk können gemeinsam in Tandemanordnung bei einer Einrichtung zur Kraftübertragung verwendet werden, um eine verbesserte homokenetische Kupplung zu liefern, wie nachfolgend beschrieben wird.

Andere Merkmale und viele, mit diesen einhergehende Vorzüge der Erfindung sind durch die nachfolgende, detaillierte Beschreibung geoffenbart oder nahegelegt, welche im Zusamiaenhang mit der beigefügten Zeichnung vorgenommen wird, in welcher:

Fig. 1 eine teilweise abgeschnittene Perspektivansicht des vorderen Endes eines Kraftfahrzeuges ist und eine Kupplung zeigt, die die Grundlagen der vorliegenden Erfindung verkörpert, Fig. 2 die Ansicht eines axialen Querschnitts ist, der

längs Linie 2-2 in Fig. 1 vorgenommen wurde, Fig.3 die Ansicht eines axialen Querschnitts ist, der längs Linie 3-3 in Fig. 1 vorgenommen wurde, Fig. 4 die Ansicht eines teilweise abgeschnittenen Längsschnittes ist, der längs Linie 4-4 in Fig. 2 vorgenommen wurde,

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Fiq. 5 die Ansicht eines teilweise abgeschnittenen Längsschnitts ist, der längs Linie 5-5 in Fig. 3 vorgenommen wurde,

Fig. 6 eine Ansicht eines teilweise abgeschnittenen Längsschnitts ist und ein anderes Ausführungs

beispiel als die in Fig. 2 bis 5 gezeigten Gelenke darstellt,

Fig. 7 eine Ansicht eines teilweise abgeschnittenen Längsschnitts ist, der noch ein anderes Ausführungsbeispiel als die in Fig. 2 bis 5 gezeigten Gelen

ke darstellt,

Fig. 8 die Ansicht eines teilweise abgeschnittenen Längsschnitts ähnlich Fig. 4 ist und eine Abwandlung der Eintauchkupplung des Ausführungsbeispiels der Fig\ 2 und 4 zeigt, und

Fig. 9 eine teilweise abgeschnittene Ansicht eines Längsschnitts ähnlich Fig. 5 ist und eine Abwandlung der Ausführungsform des festen Gelenks der Fig. und 5 zeigt.
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Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen? das vordere Ende eines Kraftfahrzeugs mit Vorderradantrieb ist gezeigt und umfaßt demnach eine Kupplungsvorrichtung 10, welche

1. ein Eintauchgelenk 12 zum übertragen des Drehmoments vom Motor 14 und insbesondere eines Differenzialgetriebes (nicht gezeigt) auf ein Zwischenwellenteil 16 umfaßt, und

2. ein festes Gelenk 18 zum übertragen des Drehmoments vom Zwischenwellenteil 16 auf das Vorderrad 20. Vorderradantriebe im beschriebenem Umfang sind bekannt und bei vielen Kraftfahrzeugen zu finden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Kupplungsvorrichtung 10 dadurch vorgesehen, daß man das bevorzugte Ausführungsbeispiel· des Eintauchgelenks der vorliegenden Erfindung, das als Gelenk 12 gezeigt ist, in Tandemanordnung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des festen Gelenks der vorliegenden Er-

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findung verwendet, das als Gelenk 18 gezeigt ist. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die bevorzugten Ausführungsbeispiele des festen Gelenks und des Eintauchgelenks nicht notwendigerweise in Tandemanordnung verwendet werden müssen, sondern viele getrennte Anwendungen aufweisen, zu welchen das eine oder andere der Gelenke paßt. Obwohl die vorliegende Erfindung bei einem Vorderantrieb eines Kraftfahrzeugs gezeigt wird, ist sie ferner in gleicher Weise^%- bei vielen anderen Systemen anwendbar _r welche Industriemaschinen, Wasserfahrzeuge, wie motorbetriebene Boote, und Luftfahrzeuge, wie Hubschrauber, umfassen. Obwohl bei allen Ausführungsbeispielen, die gezeigt und beschrieben sind, die Drehachsen des antreibenden und des angetriebenen Gliedes koaxial aufeinander ausgerichtet sind, werden diese Ausführungsbeispiele auch in gleicher Weise wirksam sein, wenn die Achsen winklig zueinander versetzt sind.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Eintauchgelenkes 12 der bevorzugten Kupplungsvorrichtung 10 ist im einzelnen in Fig. 2 und 4 gezeigt, während das bevorzugte Ausführungsbeispiel des festen Gelenks 18 der bevorzugten Kupplung 10 mit seinen speziellen Merkmalen im einzelnen in Fig, 3 und 5 gezeigt ist.

Es wird nun auf das Eintauchgelenk 12 Bezug gemommen, das in Fig. 2 und 4 dargestellt ist; das antreibende Teil 28 umfaßt in typischer" Weise eine Welle 30, welche zur Drehung um die Drehachse 32 angebracht ist. Bei der Vorderradantriebseinrichtung der Fig. 1 ist das antreibende Teil 28 dazu eingerichtet, Drehmomentbelastungen zu übertragen, welche vom Motor 14 aufgebracht werden, und zwar auf eine in der Technik bekannte" Weise. Das Antriebsteil 28 umfaßt auch bevorzugt einen zylindrischen, becherförmigen Eadabschnitt 34, der einteilig mit der Welle 30 ausgebildet ist, obwohl darauf hingewiesen wird, daß der becherförmige, zylindrische Endabschnitt 34 auch separat aus einem oder mehreren Elementen hergestellt sein kann, welche in geeigneter .Weise an der Welle 30 derart befestigt sind, daß

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sich der Endabschnitt 34 zusammen mit der Welle 30 koaxial um die Drehachse 32 dreht. Der Endabschnitt 34 ist an dem Ende 36, das von der Welle 30 abgewandt ist, offen _t um betrieblich das angetriebene Teil (bei dem System der Fig.

1 ist das angetriebene Teil das Zwischenwellenteil· 16) aufzunehmen, wobei dieses um die Achse 38 drehbar angebracht ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Innenwand 39 des zylin- ■ drischen Endabschnitts 34 mit mehreren, flachen Flächen 40 versehen, von welchen jede in einer Ebene liegt, die bevorzugt parallel zur Drehachse 32 verläuft. Jede flache Fläche 40 ist bezüglich der entsprechenden radialen Linie 42, die sich senkrecht zur Drehachse 32 erstreckt, derart angeordnet, daß

1. die radiale Linie die Oberfläche 40 halbiert und vorzugsweise senkrecht zu dieser steht,

2. die radialen Linien 42 und somit die Oberflächen 40 mit gleichem Winkelabstand rund um die Achse 32 angeordnet sind, und

3. die Oberflächen 40 längs ihrer' jeweiligen Radiallinien

40 von der Achse 32 jeweils den gleichen Abstand aufweisen, Jede flache Oberfläche 40 ist bevorzugt mit einer zylindrischen, mit Nuten versehenen Lagerfläche: 44 versehen, welche der Achse 32 zugewandt ist und symmetrisch um die entsprechende Radiallinie 42 derart angeordnet ist, daß die Drehachse 38 und die jeweilige Radiallinie 42 in der Mittelebene der Nutfläche 44 liegen. Die letztgenannte erstreckt sich vom Mittelpunkt 43 aus, welcher seinerseits den ge-

meinsamen Schnittpunkt der Achsen 32 und 38 definiert, wenn das antreibende und angetriebene Teil winklig zueinander versetzt sind. Bevorzugt weist die zylindrische, eine Nut bildende Lagerflache 44 einen rechtwinkligen, U-förmigen Radialquerschnitt auf, sowie einen zylindrischen

Axialquerschnitt. Die Oberfläche 4.4 umfaßt einen im wesentlichen flachen, radial außenliegenden Oberflächenabschnitt 46 ., der senkrecht zur jeweiligen Radiallinie 42 angeordnet ist, sowie im wesentlichen flache Seitenflächenab-

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schnitte 48, die sich allgemein parallel zur jeweiligen Radiallinie 42 erstrecken und einen gleichen Abstand zu dieser aufweisen. Jede Nutlagerfläche 44 ist als Spur für das äußere Kugelhalterelement 50 wirksam, welches zusammen mit dem antreibenden Teil 28 umläuft. Jedes Element 50 ist mit einer gegenüberliegenden, konvexen, mit rechtwinkligem U-förmigem Radialquerschnitt versehenen, zylindrischen Lagerfläche 52 versehen, welche dazu eingerichtet ist, mit der Lagerf lache ,44 passend zusammenzuwirken und

IQ einen flachen Abschnitt '54 aufweist, der einen Abstand zum Oberflächenabschnitt 46 der Oberfläche 44 aufweist und diesem zugewandt ist, sowie im wesentlichen flache Seitenflächen 56, welche zu den Seitenflächenabschnitten 48 der Oberfläche 44 einen Abstand aufweisen und diesen gegenüberliegen.

Eine laminierte Lagereinrichtung 58 ist zwischen den einander: zugewandten.· Lagerflächenabschnitten der Oberflächen 44 und 52 angeordnet und bevorzugt durch Verklebung bzw. Verschweißung befestigt, und weist dementsprechend die allgemeine Form dieser Oberflächen auf, d. h. sie weist einen rechtwinklig ü-förmigen Radialquerschnitt und einen zylindrischen Axialquerschnitt auf. Die laminierte Lagereinrichtung 58 umfaßt mehrere abwechselnde Schichten 60 und 62 jeweils aus federnden und im wesentlichen nicht dehnbaren Materialien. Jede Lagereinrichtung 58 ist bevorzugt eine "Hochdrucklaminat"-Lagereinheit. Die federnden Schichten 60 sind aus elastomerem Material wie Gummi oder bestimmten Kunststoffen hergestellt, während die nicht dehnbaren Schichten der Schichten 62 beispielsweise aus verstärktem Kunststoff, Metall oder Metallegierung wie rostfreiem Stahl hergestellt sind. Die abwechselnden Schichten sind miteinander und mit den Oberflächen 44 und 52 beispielsweise mittels eines geeigneten Klebers

³^ bzw. Schweißklebers verklebt.

Wie in Fig. 2 und 4 gezeigt, ist jedes Kugelhalterelement 50 auch mit einer Nut in Form eines kugeligen Sitzes 6 4

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zur Aufnahme der Kugel 66 versehen. Diese ist dem Typ nach in der Technik zur Verwendung bei Kugelgelenkkupplungen aus dem Stand der Technik bekannt. Die Kugel 66, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, weist eine geometrische Mitte 68 auf, welche auf der entsprechenden Radiallinie 42 liegt, sowie einen Krümmungsradius, welcher im wesentlichen derselbe ist, wie der Krümmungsradius des kugeligen Sitzes 64. Eine kugelige/ laminierte Lagereinrichtung 70 umfaßt ebenfalls abwechselnde- Schichten aus federndem vino, nicht dehnbarem .Material und bildet bevorzugt eine Hochdrucklaminat-Lagereinheit, welche zwischen jeder Nut 64 und Kugel 66 eingeklebt ist.

Jede Kugel 66 koppelt betrieblich das antreibende Teil mit dem angetriebenen Teil, in diesem Fall mit dem Zwischenwellenteil 16. Das Teil 16 umfaßt bevorzugt eine Mehrzahl von Armen 72, die am Ende der Welle 73 befestigt sind. Wie in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich jeder Arm radial von der Achse 38 na.ch außen längs einer entsprechenden radialen Linie 42 im Inneren des zylindrischen,- becherförmigen Abschnitts 34. Das äußere radiale Ende eines jeden Arms 72 ist mit einer flachen Oberfläche 74 parallel zur Oberfläche 40 des Endabschnitts 34 und mit Abstand hierzu versehen. Jede Aüßenoberflache 74 ist mit einer rechtwinklig ü-förmigen, eine Zylindernut bildenden Lagerfläche 75 versehen, die bevorzugt identisch mit."der jeweiligen zylindrischen, eine Nut bildenden Lagerfläche 44 des zylindrischen, becherförmigen Endabschnitts 34 ausgebildet und dieser gegenüberliegend angeordnet ist.

Jede eine zylindrische Nut bildende Lageroberfläche 75 wirkt als Lauffläche für das innere Kugelhalterelement 76, welches identisch dem äußeren Kugelhalterelement ist und eine konvexe, zylindrische Lagerfläche 78 sowie eine Nut in Form eines kugeligen Sitzes 80 aufweist.

Wie am besten in Fig. 4 gezeigt, ist eine zweite, laminierte Lagereinrichtung 82, welche identisch ist zur ersten, laminierten Lagereinrichtung 58, zwischen den

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gegenüberliegenden Lagerflächenabschnitten der Lagerflächen 75 und 78 angeordnet und bevorzugt durch Verklebung hieran befestigt.

Ferner nimmt der kugelige Sitz 80 identisch dem kugeligen sitz 64 des Halteelements 50 den Abschnitt der Kugel 66 gegenüber jenem Abschnitt auf, der in der Nut 64 angeordnet ist. Eine kugelige, laminierte Lagereinrichtung 84 identisch zur kugeligen, laminierten Lagereinrichtung 70 ist zwischen ₁Q der Nut 80 und der Kugel 66 eingeklebt.

Der Zwischenraum zwischen jeder flachen Oberfläche 40 und der gegenüberliegenden, flachen Oberfläche 72 ist derart, daß die geometrische Mitte 68 der entsprechenden Kugel 66, die hierzwischen angeordnet ist, zu jenen Ebenen einen gleichen Abstand aufweist, die durch die beiden Oberflächen definiert sind. Eine Gummimanschette 86 kann verwendet werden, um das Gelenk zu umgeben, falls es gewünscht ist. Es wird allerdings darauf, hingewiesen, daß, weil keine Schmierung erforderlich ist, auch die Manschette nicht wesentlich zu sein braucht.

Es wird nun auf die Figuren 3 und 5 Bezug genommen; das bevorzugte, feste Kugelgelenk 18 umfaßt ein antreibendes Teil, welches in dem in Fig. 1 gezeigten System die Zwischenwelle 16 ist, sowie ein angetriebenes Teil 92, welches um die Achse 94 drehbar ist. Das angetriebene Teil in dem in Fig. 1 gezeigten System ist unmittelbar mit dem Rad 20 gekoppelt.

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Das Ende des antreibenden Teils, des Wellenteils 16, ist mit einer Scheibe 96 versehen, welche einteilig mit dem Ende der rotierenden Welle 73 ausgebildet oder sonstwie . an diesem befestigt ist, so daß die Scheibe 96 koaxial zur Drehachse 38 um diese Achse rotiert. Die Umfangskante der Scheibe 96 ist mit mehreren Flanschen 102 versehen, von welchen jeder symmetrisch um eine Radiallinie 98 angeordnet ist, welche sich vom Mittelpunkt 100 auf der Dreh-

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achse 38 des Wellenteils 16 in der Mitte der Scheibe 96 aus erstreckt, so daß die Flansche einen gleichen Winkelabstand rund um die Drehachse 38 und einen gleichen Radialabstand gegenüber dem Punkt 100 aufweisen. Der Punkt bildet den gemeinsamen Schnittpunkt der Drehachsen 38 und 94, wenn das antreibende und das angetriebene Teil winklig fehlausgerichtet sind. Die äußere ümfangsflache eines jeden Flansches 102 bildet eine nutartige Lagerfläche oder Lauffläche 104, welche einen halbkreisförmigen, U-förmi-"LQ gen Radialquerschnitt aufweist (wie in Fig. 3 zu sehen) , der bevorzugt an seiner äußeren radialen Stelle offen ist und im Axialquerschnitt einen kreisförmigen, bogenförmigen Weg um den Mittelpunkt 100 verfolgt (wie in Fig. 5 zu sehen), und zwar in eine Ebene, die sich durch die Achse 38 und die jeweilige Radiallinie 98 erstreckt. Ein inneres Kugelhalterelement 106 weist eine konvexe Oberfläche 108 auf, welche mit der Nutfläche der Laufspur 104 derart übereinstimmt, daß es in der Laufspur 104 um den Punkt 100 eine Schwenkbewegung in eine Ebene durchführen kann, die durch die Achse 38 und die entsprechende Radiallinie 98 festgelegt ist. Eine laminierte Lagereinrichtung vorzugsweise in Form einer Hochdrucklaminat-Lagereinheit 110, weist dieselbe, geometrische, radiale und axiale Querschnittsform auf wie die Nutflache der Laufspur 104 und die konvexe Oberfläche 108. Die Einheit 110 ist zwischen der Nutfläche der Lauffläche 104 und der Oberfläche 108 beispielsweise durch einkleben der Einheit an Ort und Stelle befestigt. Ein Kugelhalterelement 106 umfaßt ebenfalls eine Nut in Form eines kugeligen Sitzes 112 zur Aufnahme der Kugel 114. Der Sitz und die Kugel sind jeweils ähnlich dem Sitz 64 und der Kugel 66 des Eintauchgelenks der Fig. 2 und 4, wobei jede Kugel 114 eine geometrische Mitte 116 aufweist, die auf der entsprechenden Radiallinie 98 angeordnet ist. In ähnlicher Weise ist eine kugelige, laminierte Lagereinrichtung i_n Form einer Einheit 118 (im wesentlichen identisch jener Form der kugeligen Lagereinheiten 70 und 84 der Fig. 2 und 4) zwischen der Kugel 114 und dem Sitz 112 befestigt. Jede Kugel 114 koppelt betrieblich das antreibende Teil,

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und zwar das Zwischenteil 16, mit dem angetriebenen Teil 92. -

Das angekuppelte Ende des angetriebenen Teils 92 ist ähn~ lieh dem antreibenden Teil 28 der Fig. 2 und 4. Insbesondere umfaßt das angetriebene Teil 92 einen zylindrischen, becherförmigen Abschnitt 120, der mit der Drehwelle des angetriebenen Teils 92 einteilig ausgebildet oder sonstwie an diesem befestigt ist, so daß der Endabschnitt 120 sich um die Achse 94 dreht. Die Innenwand des Endabschnitts 120 ist mit einer Anzahl von Nutenflächen versehen, um Laufspuren 122 zu bilden. Jede Laufspur 122 weist einen halbkreisförmigen, U-förmigen, radialen Querschnittabschnitt auf (wie in Fig. 4 zu sehen), der bevorzugt an seiner innersten, radialen Stelle offen ist, um der Laufspur 104 des antreibenden Teils, und zwar des Zwischenteils 16, gegenüber zu liegen. Jede Laufspur ist symmetrisch bezüglich einer entsprechenden, radialen Linie 98 angeordnet und folgt in ihrem axialen Querschnitt einem kreisförmigen , bogenförmigen Weg um den Mittelpunkt 100 in der selben Ebene wie jener Weg, welchem die Laufspur 104 folgt. Ein Kugelhalterelement 124 ist für jede Laufspur 122 vorgesehen und weist eine konvexe Oberfläche 126 auf, welche passend zur Nutoberfläche der Laufspur 122 ausgebildet ist, um eine Schwenkbewegung in der Spur um den Punkt 100 durchzuführen. Eine laminierte Lagereinrichtung, vorzugsweise in Form einer Hochdrucklaminat-Lagereinheit 128, ist derart geformt, daß sie zwischen der Oberfläche einer jeden Laufspur 122 und der konvexen Oberfläche 126 des entsprechenden Kugelhalterelements 124 angeordnet und befestigt ist. Das Kugelhalterelement 124 umfaßt auch in seiner radial inneren Oberfläche eine Nut in Form eines kugeligen Sitzes 130 zur Aufnahme der Kugel 114 derart, daß die Kugelhalterelemente 124 mit Abstand voneinander verbleiben. Die laminierte Lagereinrichtung 132, die im wesentlichen identisch mit jener der Lagereinheit 118 ist, ist zwischen der Kugel 114 und dem Sitz 130 angeordnet. Eine Gummimanschette 134 kann verwendet werden, um das Gelenk zu umgeben, falls dies gewünscht ist.

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In der in Fig. 3. und 5 gezeigten Anordnung liegt der Krümmung smittelpunkt einer jeden Lagereinheit 110 und 128 in ihrem Radialquerschnitt durch die Mitte der entsprechenden Kugel 114 und ist an der Stelle 131 bzw. 133 in Fig. 3 gezeigt. Es ist deutlich , daß diese Krümmungsmittelpunkte gegenüber der Mitte 116 der Kugel nach innen bzw. außen einen Abstand aufweisen, um sicherzustellen, daß die Übertragung von der Zwischenwelle 16 auf das angetriebene Teil 92 keine Drehung der Kugel, erzeugt. 10

Dde spezielle Ausbildung einer jeden laminierten Lagereinrichtung, welche bei den Ausführungsbeispielen eines Kugelgelenks sowohl mit hohem als auch mit niedrigem Winkel beschrieben ist , hängt in hohem Umfang von der beabsichtigten Verwendung ab. Größe, Dicke und Anzahl der Schichten einer jeden Lagereinheit und die Härte einer jeden Schicht aus elastomerem Material hängt beispielsweise von den speziellen Durcklasten ab, die erwartet werden sollen. Die Vorzüge derartiger Lagereinheiten sind in der US-PS 4 208 889,vom 24. Juni 1980 des Erfinders bzw. Anmelders beschrieben. Allgemein kann durch Verwendung derartiger Lagereinheiten die unerwünschte Schwingung mindestens teilweise gedämpft werden und Geräusch wie auch schwingungserzeugte Abnutzung und Spannung verringert werden. Ferner liefert infolge der Federfähigkeit des elastomeren Materials jede Lagereinheit gegenüber ungleichmäßigen Druck- und Scherlasten entgegeswirkende Rückstellkräfte. Es ist wesentlich , daß die Verwendung derartiger laminierter Lagereinrichtungen die kostspieligen Erfordernisse erübrigt, welche Vorkehrungen zur Schmierung zwischen den verschiedenen Lagerflächen zugeordnet sind.

Wenn im Betrieb Drehmoment durch das Eintauchgelenk 12, das in Fig. 2 und 4 beschrieben ist, übertragen wird und die Drehachsen 32 und 38 der jeweiligen Wellen koaxial aufeinander ausgerichtet bleiben, wie gezeigt, dann wird eine gleichmäßige Drucklast von jeder der laminierten Lagereinrichtungen 58 übertragen.

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In ähnlicher Weise wird eine gleiche Drucklast von jeder der zweiten laminierten Lagereinheiten 82 übertragen, von jeder kugeligen, laminerten Lgereinheit 70 und von jeder kugeligen Lagereinheit 84. Wenn irgendeine Winkel-Fehlausrichtung zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil auftritt, dann wird eine Scherbelastung auf die laminierten Lagereinheiten 70 und 84 aufgebracht, welche dazu führt, daß das Halterelement 50 leicht um den Punkt 68 bezüglich dem Halterelement 76 bei jeder vollständigen Umdrehung der Teile um ihre jeweiligen Achsen schwenkt.

Die aufgebrachte Belastung ist eine Punktion von der Winkellage einer jeden Lagereinheit, wie dies in der Technik bekannt ist.

Infolge der Natur derartiger laminierter Lagereinrichtungen (die Rückstellkräfte liefern, wenn sie Belastungen dieses Typs ausgesetzt'· sind) werden die Wellen danach trachten, sich in ihre axiale Ausrichtung zurückzubewegen. Da ferner derartige, laminierte Lagereinheiten 58 und 82 wesentlieh weniger Widerstand gegenüber der Scherbewegung liefern, ist das Gelen.k 12 in der Lage, eine Eintauchbewegung aufzunehmen, bei welcher die Wellen 16 und 30 relativ zueinander axial längs ihrer jeweiligen Drehachsen 38 und 32 bewegen. Die Axialpositionen der Wellen werden infolge ihrer Rückstellkraft wieder hergestellt,, die in jeder der Lagereinheiten 58 und 82 in Abhängigkeit von der Scherung geliefert wird.

Wenn Drehmoment durch das feste Kugelgelenk 18 übertragen ^ou wird, das in Fig. 3 und 5 beschrieben ist, dann wird das aufgebrachte Drehmoment auf Kompiession gleichmäßig durch jede der laminierten Lagereinheiten 110 und gleichmäßig durch jede der laminierten Lagereinheiten 128 übertragen. Eine axiale Fehlausrichtung der Wellen kann beispielsweise

dann auftreten, wenn sich das Rad 20 der Fig. 1 in Abhängigkeit von der Straßenoberfläche nach oben und unten bewegt, während die Bewegung der Kraftfahrzeugkarosserie gedämpft ist. Eine derartige Fehlausrichtung findet dann statt, wenn eine der Wellen um den Mittelpunkt 100 schwenkt (ge-

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-a ψ zeigt in Fig. 3 und 5), und zwar relativ zur anderen Welle. In dieser Hinsicht wird der Punkt 100 stets den gemeinsamen Schnittpunkt der Drehachsen 38 und 94 bilden. Diese Schwenkbewegung wird von den Einheiten 110 und 128 auf Scherung aufgenommen, wenn sich die Wellen um ihre jewe -ligen Achsen drehen. In Anbetracht dessen sind alle Einheiten 110 und 128 bevorzugt derart ausgebildet, daß sie dieselbe Winkel-Federzahl um den Schwenkpunkt 100 in jener Ebene aufweisen, die durch den Weg der Nutoberflächen 104 und 122 bestimmt ist (wie durch den Teil in Fig. 5 gezeigt), um eine Kupplung mit konstanter Geschwindigkeit zu liefern, wobei die Mittelpunkte 116 der Kugeln . 114 in der homokinetischen Ebene verbleiben, wenn eine winkelige Fehlausrichtung stattfindet.

Die Vorrichtung 10 umfaßt Gelenke 12 und 18, die in Fig. gezeigt sind, und liefert somit eine wirksame Kupplung zum übertragen des Drehmoments zwischen dem Motor 14 und dem Rad 20. Während das Gelenk 12 eine gewisse winklige Fehlausrichtung aufnimmt, nimmt es auch alle Axial- bzw. Pumpbewegung infolge von Relativänderungen im Abstand zwischen Motor 14 und Rad 20 dadurch auf, daß es Relativänderungen in der Wellenlänge des Zwischenwellenteils 16 zwischen den beiden Gelenken aufnimmt. Das Gelenk 18 nimmt allerdings die winklig^ Fehlausrichtung auf,während es:

eine homokinetische Kupplung zwischen der Welle 16 und dem Rad 20 aufrecht erhält. -

Wo es erwünscht ist, daß das Eintauchgelenk 12 größere winklige Fehlausrichtung aufnimmt, kann die Anordnung von Fig. 2 und 4 angepaßt werden, wie dies in Fig. 6 oder 7 gezeigt ist.

In Fig. 6 sind das Antriebsteil 28, die Kugelhaiterelemente 50, die laminierten Lagereinheiten 58 und 70 sowie die Kugeln 66 des Gelenks 12A im wesentlichen identisch zu den entsprechenden Elementen des Gelenks 12 in Fig. 2 und 4. Das angetriebene Teil 16, das innere Kugel-

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halterelement 106 und die laminierten Lagereinheiten 110 und 118 sind im wesentlichen identisch den entsprechenden Elementen des Gelenks· 18 der Fig. 3 und 5. Auf diese Weise wird eine Eintauchbewegung auf Scherung von den Einheiten 58 aufgenommen, um die relative Axialbewegung zwischen antreibendem und angetriebenem Teil längs ihrer jeweiligen Achsen 32 und 38 zu ermöglichen. Die Axialbewegung um den Mittelpunkt 100 kann auf Scherung von den Lagereinheiten 110 übertragen werden.

In Fig. 7 sind das antreibende Teil 28, die Kugelhalterelemente 124, die laminierten Lagereinheiten 128 und 132 des Gelenks 12Bim .wesentlichen identisch mit den entsprechenden Elementen des Gelenks 18 der Fig. 3 und 5. Das angetriebene Teil 16, die inneren Kugelhaiterelmente 76 und die laminierten Einheiten 82 und 82 sind im wesentlichen identisch mit den entsprechenden.Elementen des Gelenks 112 der Fig. 2 und4. Auf diese Weise wird eine Eintauchbewegung auf Scherung durch die Lagereinheiten 82 aufgenommen, um die relative Axilabewegung zwischen dom antreibenden und dem angetriebenen Teil längs ihrer jeweiligen Achsen 32 und 34 zuzulassenc Eine winklige Fehlausrichtung um den Schnittpunkt 100 kann hierbei vorgesehen werden, wobei die Axialbewegung um den Mittelpunkt auf Scherung von den Lagereinheiten 128 übertragen werden kann. Die in Fig. 7 gezeigte Geometrie erreicht ein zusätzliches Maß an Steifheit, welches zur Behandlung von Axialbewegungen vorteilhaft ist, und gleicht gleichzeitig

die Steifheit für axiale Fehlausrichtung aus. 30

Als eine weitere Abwandlung des in Fig. 3 und 5 gezeigten, festen Gelenks, kann der bogenförmige Weg eines jeden, laminierten Lagers 110 axial längs der Achse 38 beispielsweise an einem Punkt 100A oder 100B verlagert sein, wie in Fig. 5 gezeigt.

Die oben beschriebene Kupplung zusammen mit ihren Abwandlungen ist zweckmäßig bei der übertragung hoher Drehmomente

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von einem antreibenden Teil auf ein angetriebenes Teil. Wie bekannt, durchlaufen die Wellen des antreibenden und angetriebenen Teils Wirbel» bzw. Schwingungszustände, wenn die Drehzalh der Wellen zunehmen. Bei jedem dieser Betriebszustände nennt man die Drehung der Wellen einen Betrieb bei kritischen Drehzahlen, und bei solchen Drehzahlen können sich unerwünschte Resonanzen ergeben.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die Drehzahlen, bei welchen die Schwingungs-Drehzahlzustände auftreten, und kann insbesondere der Bereich unterkritischer Drehzahlen eingestellt werden, d. h. entweder erhöht oder verringert werden, indem man lediglich die radiale Druck-Federkonstante der laminierten Lagereinheiten 58 und 82 beim Eintauchgelerüc und der laminierten Lagereinheiten 110 und 128 beim festen Gelenk ändert. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß man die Härte der elastomeren Schichten eines jeden der Lager verändert. Auf diese Weise kann die Kupplung "abgestimmt" werden, um Schwingungs-Drehzahlbetriebszustände bei bestimmten Drehzahlen zu liefern.

Es kann auch die erste Schwingungs-Drehzahlbetriebsart dadurch geändert werden, daß man die Geometrie des Eintauchgelenks und des festen Gelenks anpaßt, wie dies in Fig. 8 und 9 gezeigt ist. Genauer gesagt, die Einrichtung zum Anpassen der Winkeldrehzahl, bei welcher der erste Schwingungs-Drehzahlzustand auftritt, ist allgemein

mit 160A in Fig. 8 und 160B in Fig. 9 bezeichnet. 30

Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen; die Einrichtung 160A umfaßt ein längliches Verbindungsteil 162, das mit dem einen Ende am angetriebenen Teil 28 derart befestigt ist, daß die verlängerte Achse des Teils 162 auf die Drehachse 32 ausgerichtet ist. Das gegenüberliegende Ende des Teils 162 ist mit einer kugeligen:. Ausbildung 164 versehen. Das angetriebene Teil 16 ist mit einer zylindrischen öffnung 166 versehen, welche koaxial auf die Dreh-

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achse 38 ausgerichtet und derart bemessen ist , daß sie ein zylindrisches Element 168 aufnimmt. Das Element 168 ist aus einem starren, nicht dehnbaren Material hergestellt. Eine Lagerinrichtung , bevorzugt eine zylindrische,

laminierte Laaereinheit 170, ist zwischen der äußeren zylindrib

sehen Oberfläche des Elements 168 und der inneren, gegenüberliegenden Oberfläche der Öffnung 166 befestigt und bevorzugt eingeklebt. Das zylindrische Element 168 nimmt die Kugel 164 derart auf, daß die Mitte der Kugel mit dem Mittelpunkt

_1(V 43 zusammenfällt und das Teil 162 innerhalb der Kupplung um diesen Punkt schwenken kann, wenn eine winklige Fehlausrichtung zwischen den Achsen 32 und 38 auftritt. Eine elastomere Lagereinheit 172 kann zwischen der Kugel 164 und dem Element 168 verwendet werden. Obwohl die Lagereinheiten 170 und 172 bevorzugt laminierte, elastomere Lagereinheiten sind, können sie auch einfache Schichten aus. Elastomer sein oder harte Lagerungen des geschmierten Typs, Allgemein wird das Lager 170 auf Scherung die Eintauchbewegung des Elements 168, der Kugel 164 und des Teils 162 in der öffnung 166 aufnehmen. Eine identische Abwandlung kann bei jedem der Gelenke vorgenommen werden, die in Fig. 6 und 7 gezeigt sind.

Eine ähnliche Abwandlung kann auch bei dem festen Gelenk yorgenommen werden, das in Fig. 9 gezeigt ist bei diesem Ausführungsbeispiel ist, da das Gelenk axial festgelegt ist und keine axiale Fehlausrichtung aufnimmt, die Einrichtung 160B im wesentlichen identisch der Einrichtung 16 0A, die in Fig. 8 gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß das Element 168 und die laminierte Lagereinheit 170 weggelassen sind. In diesem Fall ist die Kugel 164 in einer zylindrischen öffnung des Teils 16 mit einer dazwischenliegenden , elastomeren Lagereinheit 172 angebracht. Die Mitte der Kugel fällt mit dem Mittelpunkt 100 zusammen. 35

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß zusätzlich zum Erhöhen des Bereichs unterkritischer Drehzahlen das Teil 162 sowohl der Fig. 8 als auch der 9 eine zusätzliche

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Vorbindung zwischen den beiden drehmomentübertragenden Teilen herstellt, was eine Sicherheitsmaßnahme darstellt, falls eine oder mehrere der Kugeln 66 oder 114 ausfallen sollten.
5

Es sollte darauf hingewiesen werden, daß obwohl zahlreiche Anordnungen in jeder der Fig. als Teil des Antriebsteils und andere Einrichtungen als Teile des angetriebenen Teils beschrieben sind, die Kupplungen in gleicherweise auch umgekehrt einweisen würden: Ferner können zahlreiche Änderungen bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne daß man die Erfindung verläßt. Beispielsweise können die radial U-förmigen Querschnittsausbildungen der verschiedenen laminierten Lagereinheiten 58, 82, 110 und 128 sowie der Oberflächen, mit welchen sie verklebt sind, abgewandelt werden. Obwohl die Einheiten 58 und 82 der Darstellung nach einen rechteckigen, U-förmigen Radialquerschnitt aufweisen, können beispielsweise diese Einheiten jeweils derart ausgebildet werden, daß sie einen halbkugeligen Querschnitt aufweisen. In ähnlicher Weise können die Einheiten 110 und 128, welche jeweils der Darstellung nach einen halbkreisförmigen_r U-förmigen Querschnitt aufweisen, derart ausgebildet werden, daß sie einen rechteckig U-förmigen Querschnitt aufweisen.

Die Erfindung hat verschiedenartige Vorzüge. Durch die Verwendung laminierter Lagereinheiten erübrigen sich die Erfordernisse der Schmierung, im wesentlichen alle Reibung zwischen den Lagerflächen ist aufgehoben," erzeugte Geräusche und Schwingungen werden im wesentlichen ausgeräumt, die Anforderungen an Herstellungstoleranzen sind abgeschwächt, und ein Totgang bei niedrigen Umkehrdrehmomenten ist im wesentlichen auf geho-ben.. Durch Verwendung des Verbindungsteils 162 können sie Drehzahlen für den Schwingungs-Betriebszutand angepaßt werden. Noch andere Vorteile sind dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich.

Claims

Pate ntansprüche

- ein Antriebsteil (28), das zur Drehung um eine erste Drehachse (32) angebracht ist,

- ein angetriebenes Teil (16), das zur Drehung um eine zweite Drehachse (38) angebracht ist,

- eine erste Einrichtung (5o), welche zusammen mit dem Antriebsteil (28) drehbar ist und eine erste Anzahl von Nuten (64) umfaßt,

- eine zweite Einrichtung (76), welche mit dem angetriebenen Teil (16) drehbar ist und eine zweite Anzahl von Nuten umfaßt, wobei die Nuten der zweiten Anzahl jeweils einer entsprechenden Nut der ersten Anzahl gegenüberliegen,

- eine gleiche Anzahl von Kugeln (66),

welche jeweils in einer entsprechenden Nut der ersten Anzahl und in einer entsprechenden, gegenüberliegenden Nut der

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zweiten Anzahl derart angeordnet sind, daß sie betrieblich das Antriebsteil mit dem angetriebenen Teil koppeln, gekennzeichnet durch:

- eine erste, laminierte Lagereinrichtung (58), welche

abwechselnde Schichten (60, 62) aus federndem und nicht ausdehnbarem Material umfaßt, welche zwischen dem Antriebsteil und der ersten Einrichtung angeordnet ist,

- eine zweite, laminierte Lagereinrichtung (82), welche abwechselnde Schichten aus federndem und nicht ausdehnbarem Material umfaßt und zwischen ^dem angetriebenen Teil und eider zweiten Einrichtung angeordnet ist, und

- die erste und die zweite laminierte Lagereinrichtung sind in der Lage, auf Druck Drehmoment zu übertragen, welches vom Antriebsteil auf das angetriebene Teil übertragen wird, wobei die erste laminierte Lagereinrichtung auf Scherung eine relative Scherbewegung zwischen dem Antriebsteil und der ersten Einrichtung überträgt und die zweite laminierte Lagereinrichtung auf Scherung die relative Scherbewegung zwischen dem angetriebenen Teil und der zweiten Einrichtung überträgt.
2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geknenzeichnet, daß die erste, laminierte Lagereinrichtung (58) auf Scherung die Schwenkbewegung um den Schnittpunkt (43). der ersten und zweiten Drehachse (32, 38) zwischen dem Antriebsteil (28) und der ersten Einrichtung (50) überträgt, und daß die zweite laminierte Lagereinrichtung (82) auf Scherung die Schwenkbewegung um den Schnittpunkt der ersten und zweiten Drehachse zwischen dem angetriebenen Teil

(16) und der zweiten Einrichtung (76) überträgt. 30
3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (66) jeweils eine geometrische Mitte (68) aufweisen, wobei die geometrische Mitte einer . jeden der Kugeln in einer einzigen Ebene liegt, welche den Schnittpunkt (43) der ersten und zweiten Drehachse (32, 38) ungeachtet der Schwenkbewegung schneidet.

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4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel-Federkonstante einer jeden der ersten und zweiten, laminierten Lagereinrichtung (58, 82) um den Schnittpunkt (43) der ersten und zweiten Drehachse (32, 38) gleich ist.
5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, laminierte Lagereinrichtung eine erste Anzahl laminierter Lagereinheiten (128) umfaßt, wel-

-^q ehe jeweils zwischen dem Antriebsteil (16) .und der ersten Einrichtung (124) angeordnet sind, und einen Radialabstand zur entsprechenden Kugel (114) aufweisen, und daß die zweite, laminierte Lagereinrichtung eine zweite, gleiche Anzahl laminierter Lagereinheiten (110) aufweist, welche jeweils zwischen dem angetriebenen T.eil (92) und der zweiten Einrichtung (106) befestigt sind und einen Radialabstand zur entsprechenden der Kugeln gegenüberliegend der jeweiligen Lagereinheit der ersten Anzahl von Lagereinheiten aufweist.
6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzahl von Einheiten (128) in axialer Richtung längs eines kreisförmigen, bogenförmigen Weges gekrümmt ist, welcher seinen Krümmungsmittelpunkt am Schnittpunkt (100) der Achsen (38, 94) aufweist, und daß jede der zweiten Anzahl von Einheiten (110) in axialer Richtung längs eines kreisförmigen, bogenförmigen Weges gekrümmt ist, mit Radialabstand zum kreisförmigen, bogenförmigen Weg der entsprechenden der ersten Anzahl von Ein- heiten, und den Krümmungsmittelpunkt am Schnittpunkt der Achsen aufweist.

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7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (114) einen gleichen Winkelabstand sowie einen gleichen Abstand zur ersten und zweiten Achse (38, 94) aufweisen.
8. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, laminierte Lagereinrichtung (58) auf Scherung die Eintauchbewegung längs der ersten Achse (32) zwischen dem Antriebsteil (28) und der ersten Einrichtung (50) aufnimmt, und daß die zweite, laminierte Lagereinrichtung (82) auf Scherung die Eintauchbewegung längs der zweiten Achse (38) zwischen dem angetriebenen Teil (16) und der zweiten Einrichtung) 76) aufnimmt.
9. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, laminierte Lagereinrichtung eine erste Anzahl laminierter Lagereinheiten (58) aufweist, welche zwischen dem Antriebsteil (28) und der ersten Einrichtung (50) befestigt sind und einen Radialabstand zur entsprechenden Kugel (66) aufweisen, und daß die zweite, laminierte Lagereinrichtung eine zweite,- gleiche Anzahl laminierter Lagereinheiten (82) aufweist, welche jeweils zwischen dem angetriebenen Teil (.16) und der zweiten Einrichtung (76) befestigt sind und einen Radialabstand zur entsprechenden Kugel aufweisen, die der entsprechenden der ersten Anzahl laminierter Lagereinheiten gegenüberliegt, und daß die Enden der ersten Anzahl von Einheiten (58) sich parallel zur ersten Achse (32) erstrecken, und daß sich jede der zweiten Anzahl von Einheiten (82) in einem Radialabstand zur entsprechenden ersten Einheit parallel zur zweiten Achse (38) erstreckt..
10. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Einheiten (58, 82) einen U-förmigen, radialen Querschnitt aufweist, der zur entsprechenden Kugel (66) hin offen ist.
11. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das angetriebene Teil ein Zwischenteil (16) ist und daß die Kupplung ferner die folgenden Merkmale aufweist:

- ein zweites, angetriebenes Teil (92) , welches zur Drehung um eine dritte Drehachse (94) angebracht ist,

- eine dritte Einrichtung (106), welche mit dem Zwischenteil drehbar ist und eine dritte Anzahl von Nuten aufweist,

- eine vierte Einrichtung (124), welche mit dem zweiten, IQ angetriebenen Teil drehbar ist und eine vierte Anzahl von Nuten aufweist, wobei jede Nut der vierten Anzahl jeweils einer entsprechenden der dritten Anzahl gegenüberliegt,

- eine gleiche Anzahl von Kugeln (114)„ von welchen jede in einer entsprechenden Nut der dritten Anzahl und der entsprechenden, gegenüberliegenden Nut der vierten Anzahl derart angeordnet ist, daß sie betrieblich das Zwischenteil mit dem zweiten, angetriebenen Teil koppeln,

- eine dritte, laminierte Lagereinrichtung (110), welche abwechselnde Schichten aus federndem und nicht ausdehnbarem Material aufweist, welche zwischen dem Zwischenteil und der dritten Einrichtung angeordnet ist,

- eine vierte, laminierte Lagereinrichtung (128)_r welche abwechselnde Schichten aus federndem und nicht ausdehnbarem Material aufweist und zwischen dem zweiten, angetriebenen Teil und der vierten Einrichtung angeordnet ist,

- die dritte und vierte, laminierte Lagereinrichtung sind dazu eingerichtet, auf Druck Drehmoment aufzunehmen, welches vom Zwischenteil auf das zweite, angetriebene Teil übertragen wird,

- die dritte, laminierte Lagereinrichtung nimmt auf Scherung die Schwenkbewegung um den Schnittpunkt der zweiten und dritten Achse zwischen dem Zwischenteil und der dritten Einrichtung auf, und

- die vierte, laminierte Lagereinrichtung nimmt auf Scherung die Schwenkbewegung um den Schnittpunkt der zweiten und dritten Achse zwischen dem zweiten und dritten ange-

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triebenen Teil und der vierten Einrichtung auf.
12. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung (160A, B) zum Abändern jener Drehzahl des Antriebsteils und angetriebenen Teils (28, 16; 16, 92), bei welchen ein Eigenschwingungsverhalten auftritt, und dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (160A, B) zum Abändern ein längliches Verbindungsteil (162) umfaßt, welches eine kugelige Ausbildung

!0 (164) am einen Ende aufweist und von antreibendem und angetriebenem Teil (28, 16; 16, 92) an einem derart befestigt ist, daß die verlängerte Achse des Verbindungsteiles koaxial ist zur entsprechenden Drehachse (32, 38; 38, 94), und daß die kugelige Ausbildung am anderen von antreibendem und angetriebenem Teil derart befestigt ist, daß die Mitte der Kugel mit dem gemeinsamen Schnittpunkt (4 3? 100) der ersten und zweiten Achse zusammenfällt.